JP3403373B2 - 有機膜のエッチング方法、半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法 - Google Patents
有機膜のエッチング方法、半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】本発明は、有機膜のエッチン
グ方法、半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法
に関する。
グ方法、半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高速化及び低消費電
力化を目的に、多層配線の層間絶縁膜の低誘電率化が注
目を集めている。特に、有機膜からなる低誘電率膜は回
転塗布法及び焼き締め処理により簡便に形成できるた
め、次世代の層間絶縁膜として非常に有望になってきて
いる。有機低誘電率膜は主にアロマテックポリマーをベ
ースとした有機膜が知られている。
力化を目的に、多層配線の層間絶縁膜の低誘電率化が注
目を集めている。特に、有機膜からなる低誘電率膜は回
転塗布法及び焼き締め処理により簡便に形成できるた
め、次世代の層間絶縁膜として非常に有望になってきて
いる。有機低誘電率膜は主にアロマテックポリマーをベ
ースとした有機膜が知られている。
【０００３】ゲート長が０．１８μｍ以下である微細な
デザインルールを持つデバイスを製造するためには、約
０．２５μｍ以下の微細な配線加工技術が必要であり、
今後ますますデザインルールの微細化が進むものと考え
られる。有機膜に対するパターン加工は、通常プラズマ
エッチングにより行われるが、有機膜に対して０．２５
μｍ以下の微細な加工を行なうことは非常に困難であ
る。
デザインルールを持つデバイスを製造するためには、約
０．２５μｍ以下の微細な配線加工技術が必要であり、
今後ますますデザインルールの微細化が進むものと考え
られる。有機膜に対するパターン加工は、通常プラズマ
エッチングにより行われるが、有機膜に対して０．２５
μｍ以下の微細な加工を行なうことは非常に困難であ
る。
【０００４】有機膜に対するプラズマエッチング方法と
しては、「M.Fukasawa, T.Hasegawa, S.Hirano and S.K
adomura：Proc.Symp.DryProcess,p.175 (1998)」におい
て報告されているＮ2ガス及びＨ2ガスを主成分とするエ
ッチングガスを用いるプロセス、又は、「M.Fukasawa,
T.Tatsumi, T.Hasegawa, S.Hirano, K.Miyata and S.Ka
domura：Proc.Symp.DryProcess,p. 221 (1999)」で報告
されているＮＨ3 ガスを主成分とするエッチングガスを
用いるプロセス等が知られている。
しては、「M.Fukasawa, T.Hasegawa, S.Hirano and S.K
adomura：Proc.Symp.DryProcess,p.175 (1998)」におい
て報告されているＮ2ガス及びＨ2ガスを主成分とするエ
ッチングガスを用いるプロセス、又は、「M.Fukasawa,
T.Tatsumi, T.Hasegawa, S.Hirano, K.Miyata and S.Ka
domura：Proc.Symp.DryProcess,p. 221 (1999)」で報告
されているＮＨ3 ガスを主成分とするエッチングガスを
用いるプロセス等が知られている。
【０００５】（第１の従来例）以下、第１の従来例とし
て、従来のエッチング方法について、日本真空技術
（株）製の磁気中性線放電（ＮＬＤ）プラズマ装置（"S
iO2 Etching in magneticneutral loop discharge plas
ma"：W.Chen, M.Itoh, T.Hayashi and T.Uchida：J.Va
c.Sci.Thecnol.,A16 (1998) 1594）を用いて行なった有
機膜のプラズマエッチング方法により得られた結果を示
しながら説明する。
て、従来のエッチング方法について、日本真空技術
（株）製の磁気中性線放電（ＮＬＤ）プラズマ装置（"S
iO2 Etching in magneticneutral loop discharge plas
ma"：W.Chen, M.Itoh, T.Hayashi and T.Uchida：J.Va
c.Sci.Thecnol.,A16 (1998) 1594）を用いて行なった有
機膜のプラズマエッチング方法により得られた結果を示
しながら説明する。
【０００６】第１の従来例に係る有機膜のエッチング方
法は、Ｎ2 ガス及びＨ2 ガスを主成分とするエッチング
ガスを用いるプロセスであり、その一例として、以下に
示すエッチング条件で行なった。
法は、Ｎ2 ガス及びＨ2 ガスを主成分とするエッチング
ガスを用いるプロセスであり、その一例として、以下に
示すエッチング条件で行なった。
【０００７】
使用プラズマ装置……ＮＬＤプラズマ装置
エッチングガスの標準状態における１分間当たりの体積
流量比……Ｎ2：Ｈ2＝ ５０ｍｌ：５０ｍｌ アンテナパワ……１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） バイアスパワ……２００Ｗ（２ＭＨｚ） 圧力……０．４Ｐａ 基板冷却温度……０℃ エッチング時間……１８０秒 図８（ａ）〜（ｄ）は、前記のエッチング条件により得
られた、有機膜におけるホールの断面ＳＥＭ写真を示し
ており、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、そ
れぞれ、０．１６μｍ、０．１８μｍ、０．２４μｍ及
び０．４０μｍの径を持つホールの断面である。図８
（ａ）〜（ｄ）において、１０１はシリコン基板を示
し、１０２は被エッチング膜としての有機膜を示し、１
０３は、有機膜１０２をエッチングする際のマスクとな
るシリコン酸化膜からなるマスクパターンである。ま
た、有機膜１０２の膜厚は約１．０２μｍであり、マス
クパターン１０３の膜厚は約２４０ｎｍである。
流量比……Ｎ2：Ｈ2＝ ５０ｍｌ：５０ｍｌ アンテナパワ……１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） バイアスパワ……２００Ｗ（２ＭＨｚ） 圧力……０．４Ｐａ 基板冷却温度……０℃ エッチング時間……１８０秒 図８（ａ）〜（ｄ）は、前記のエッチング条件により得
られた、有機膜におけるホールの断面ＳＥＭ写真を示し
ており、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、そ
れぞれ、０．１６μｍ、０．１８μｍ、０．２４μｍ及
び０．４０μｍの径を持つホールの断面である。図８
（ａ）〜（ｄ）において、１０１はシリコン基板を示
し、１０２は被エッチング膜としての有機膜を示し、１
０３は、有機膜１０２をエッチングする際のマスクとな
るシリコン酸化膜からなるマスクパターンである。ま
た、有機膜１０２の膜厚は約１．０２μｍであり、マス
クパターン１０３の膜厚は約２４０ｎｍである。
【０００８】（第２の従来例）ところで、半導体装置の
多層配線構造においては、下層配線、層間絶縁膜及び上
層配線が順次積層されていると共に、下層配線と上層配
線とが層間絶縁膜に形成された柱状のプラグにより接続
されている。また、近時においては、層間絶縁膜に接続
孔又は配線溝を形成した後、該接続孔又は配線溝に金属
材料を埋め込んで接続プラグ又は金属配線を形成するシ
ングルダマシン法、又は、層間絶縁膜に接続孔及び配線
溝を形成した後、該接続孔及び配線溝に金属材料を埋め
込んで接続プラグ及び金属配線を同時に形成するデュア
ルダマシン法が開発されている。
多層配線構造においては、下層配線、層間絶縁膜及び上
層配線が順次積層されていると共に、下層配線と上層配
線とが層間絶縁膜に形成された柱状のプラグにより接続
されている。また、近時においては、層間絶縁膜に接続
孔又は配線溝を形成した後、該接続孔又は配線溝に金属
材料を埋め込んで接続プラグ又は金属配線を形成するシ
ングルダマシン法、又は、層間絶縁膜に接続孔及び配線
溝を形成した後、該接続孔及び配線溝に金属材料を埋め
込んで接続プラグ及び金属配線を同時に形成するデュア
ルダマシン法が開発されている。
【０００９】以下、第２の従来例として、従来のシング
ルダマシン法について、図９（ａ）〜（ｅ）及び図１０
（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
ルダマシン法について、図９（ａ）〜（ｅ）及び図１０
（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００１０】まず、図９（ａ）に示すように、半導体基
板１１１の上に、第１のバリアメタル層１１２、金属膜
１１３及び第２のバリアメタル層１１４の積層膜からな
る金属配線を形成した後、図９（ｂ）に示すように、金
属配線の上に有機膜１１５を形成し、その後、図９
（ｃ）に示すように、有機膜１１５の上にシリコン酸化
膜１１６を形成する。
板１１１の上に、第１のバリアメタル層１１２、金属膜
１１３及び第２のバリアメタル層１１４の積層膜からな
る金属配線を形成した後、図９（ｂ）に示すように、金
属配線の上に有機膜１１５を形成し、その後、図９
（ｃ）に示すように、有機膜１１５の上にシリコン酸化
膜１１６を形成する。
【００１１】次に、周知のリソグラフィ技術を用いて、
図９（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜１１６の上に
レジストパターン１１７を形成した後、シリコン酸化膜
１１６に対してレジストパターン１１７をマスクとして
プラズマエッチング（ドライエッチング）を行なって、
図９（ｅ）に示すように、シリコン酸化膜１１６からな
るマスクパターン１１６Ａを形成する。
図９（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜１１６の上に
レジストパターン１１７を形成した後、シリコン酸化膜
１１６に対してレジストパターン１１７をマスクとして
プラズマエッチング（ドライエッチング）を行なって、
図９（ｅ）に示すように、シリコン酸化膜１１６からな
るマスクパターン１１６Ａを形成する。
【００１２】次に、有機膜１１５に対してマスクパター
ン１１６Ａを用いて、第１の従来例に係るエッチングを
行なって、図１０（ａ）に示すように、有機膜１１５に
接続孔又は配線溝からなる凹部１１８を形成する。レジ
ストパターン１１７は有機化合物からなるので、有機膜
１１５に対するエッチング工程において除去される。
ン１１６Ａを用いて、第１の従来例に係るエッチングを
行なって、図１０（ａ）に示すように、有機膜１１５に
接続孔又は配線溝からなる凹部１１８を形成する。レジ
ストパターン１１７は有機化合物からなるので、有機膜
１１５に対するエッチング工程において除去される。
【００１３】次に、図１０（ｂ）に示すように、スパッ
タ法により、凹部１１８の壁面にＴｉＮ又はＴａＮ等か
らなる第３のバリアメタル層１１９を薄く形成する。
タ法により、凹部１１８の壁面にＴｉＮ又はＴａＮ等か
らなる第３のバリアメタル層１１９を薄く形成する。
【００１４】次に、化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor
Deposition ）法又はメッキ法を用いて、図１０（ｃ）
に示すように、凹部１１８の内部に金属材料膜１２２を
埋め込んだ後、化学機械研磨（ＣＭＰ）法により、金属
材料膜１２２における凹部１１８の外側に露出している
部分を除去すると、図１０（ｄ）に示すように、接続プ
ラグ又は金属配線１２３が得られる。
Deposition ）法又はメッキ法を用いて、図１０（ｃ）
に示すように、凹部１１８の内部に金属材料膜１２２を
埋め込んだ後、化学機械研磨（ＣＭＰ）法により、金属
材料膜１２２における凹部１１８の外側に露出している
部分を除去すると、図１０（ｄ）に示すように、接続プ
ラグ又は金属配線１２３が得られる。
【００１５】（第３の従来例）以下、第３の従来例とし
て、従来のデュアルダマシン法について、図１１（ａ）
〜（ｄ）、図１２（ａ）〜（ｃ）及び図１３（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
て、従来のデュアルダマシン法について、図１１（ａ）
〜（ｄ）、図１２（ａ）〜（ｃ）及び図１３（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
【００１６】まず、図１１（ａ）に示すように、半導体
基板１３１の上に、第１のバリアメタル層１３２、金属
膜１３３及び第２のバリアメタル層１３４の積層膜から
なる下層の金属配線を形成した後、図１１（ｂ）に示す
ように、下層の金属配線の上に第１の有機膜１３５を形
成し、その後、図１１（ｃ）に示すように、第１の有機
膜１３５の上に第１のシリコン酸化膜１３６を形成す
る。
基板１３１の上に、第１のバリアメタル層１３２、金属
膜１３３及び第２のバリアメタル層１３４の積層膜から
なる下層の金属配線を形成した後、図１１（ｂ）に示す
ように、下層の金属配線の上に第１の有機膜１３５を形
成し、その後、図１１（ｃ）に示すように、第１の有機
膜１３５の上に第１のシリコン酸化膜１３６を形成す
る。
【００１７】次に、周知のリソグラフィ技術を用いて、
図１１（ｄ）に示すように、第１のシリコン酸化膜１３
６の上に、接続孔形成用開口部を有する第１のレジスト
パターン１３７を形成する。次に、第１のシリコン酸化
膜１３６に対して第１のレジストパターン１３７をマス
クとしてプラズマエッチング（ドライエッチング）を行
なって、図１２（ａ）に示すように、第１のシリコン酸
化膜１３６からなる第１のマスクパターン１３６Ａを形
成すると共に第１のレジストパターン１３７を除去す
る。その後、第１の有機膜１３５にダメージを与えない
ように第１のマスクパターン１３６Ａの上面を洗浄す
る。
図１１（ｄ）に示すように、第１のシリコン酸化膜１３
６の上に、接続孔形成用開口部を有する第１のレジスト
パターン１３７を形成する。次に、第１のシリコン酸化
膜１３６に対して第１のレジストパターン１３７をマス
クとしてプラズマエッチング（ドライエッチング）を行
なって、図１２（ａ）に示すように、第１のシリコン酸
化膜１３６からなる第１のマスクパターン１３６Ａを形
成すると共に第１のレジストパターン１３７を除去す
る。その後、第１の有機膜１３５にダメージを与えない
ように第１のマスクパターン１３６Ａの上面を洗浄す
る。
【００１８】次に、図１２（ｂ）に示すように、第１の
マスクパターン１３６Ａの上に第２の有機膜１３８を形
成した後、該第２の有機膜１３８の上に第２のシリコン
酸化膜１３９を形成する。
マスクパターン１３６Ａの上に第２の有機膜１３８を形
成した後、該第２の有機膜１３８の上に第２のシリコン
酸化膜１３９を形成する。
【００１９】次に、図１２（ｃ）に示すように、第２の
シリコン酸化膜１３９の上に、配線溝形成用開口部を有
する第２のレジストパターン１４０を形成した後、第２
のシリコン酸化膜１３９に対して第２のレジストパター
ン１４０をマスクとしてエッチングを行なって、図１３
（ａ）に示すように、第２のシリコン酸化膜１３９から
なる第２のマスクパターン１３９Ａを形成する。
シリコン酸化膜１３９の上に、配線溝形成用開口部を有
する第２のレジストパターン１４０を形成した後、第２
のシリコン酸化膜１３９に対して第２のレジストパター
ン１４０をマスクとしてエッチングを行なって、図１３
（ａ）に示すように、第２のシリコン酸化膜１３９から
なる第２のマスクパターン１３９Ａを形成する。
【００２０】次に、第２の有機膜１３８及び第１の有機
膜１３５に対して、第１の従来例に係るエッチングを行
なって、図１３（ｂ）に示すように、第２の有機膜１３
８に第２のマスクパターン１３９Ａを転写することによ
り配線溝１４１を形成すると共に、第１の有機膜１３５
に第１のマスクパターン１３６Ａを転写することにより
接続孔１４２を形成する。図１３（ｂ）は、第１の有機
膜１３５に接続孔１４２が形成される途中の状態を示し
ており、エッチングガスと第１の有機膜１３５との反応
生成物に、第１のマスクパターン１３６Ａから放出され
たシリコンが含まれてなる堆積物が接続孔１４２の壁面
に付着し、該堆積物からなる障壁１４３が形成される。
膜１３５に対して、第１の従来例に係るエッチングを行
なって、図１３（ｂ）に示すように、第２の有機膜１３
８に第２のマスクパターン１３９Ａを転写することによ
り配線溝１４１を形成すると共に、第１の有機膜１３５
に第１のマスクパターン１３６Ａを転写することにより
接続孔１４２を形成する。図１３（ｂ）は、第１の有機
膜１３５に接続孔１４２が形成される途中の状態を示し
ており、エッチングガスと第１の有機膜１３５との反応
生成物に、第１のマスクパターン１３６Ａから放出され
たシリコンが含まれてなる堆積物が接続孔１４２の壁面
に付着し、該堆積物からなる障壁１４３が形成される。
【００２１】次に、第２の有機膜１３８及び第１の有機
膜１３５に対して第１の従来例に係るエッチングを継続
して行なって、図１３（ｃ）に示すように、第１の有機
膜１３５に接続孔１４２を形成した後、第２のバリアメ
タル層１３４の上に残存している第１の有機膜１３５を
完全に除去するべく、第２のバリアメタル層１３４に対
してオーバーエッチングを行なう。尚、エッチング工程
及びオーバーエッチング工程において、第２のレジスト
パターン１４０は完全に除去される。
膜１３５に対して第１の従来例に係るエッチングを継続
して行なって、図１３（ｃ）に示すように、第１の有機
膜１３５に接続孔１４２を形成した後、第２のバリアメ
タル層１３４の上に残存している第１の有機膜１３５を
完全に除去するべく、第２のバリアメタル層１３４に対
してオーバーエッチングを行なう。尚、エッチング工程
及びオーバーエッチング工程において、第２のレジスト
パターン１４０は完全に除去される。
【００２２】次に、図示は省略しているが、第２の従来
例と同様、配線溝１４１及び接続孔１４２の壁面に第３
のバリアメタル層を全面に亘って薄く形成した後、配線
溝１４１及び接続孔１４２に金属材料膜を埋め込み、そ
の後、該金属材料膜における配線溝１４１の外側に露出
している部分をＣＭＰ法により除去すると、接続プラグ
及び上層の金属配線が得られる。
例と同様、配線溝１４１及び接続孔１４２の壁面に第３
のバリアメタル層を全面に亘って薄く形成した後、配線
溝１４１及び接続孔１４２に金属材料膜を埋め込み、そ
の後、該金属材料膜における配線溝１４１の外側に露出
している部分をＣＭＰ法により除去すると、接続プラグ
及び上層の金属配線が得られる。
【００２３】（第４の従来例）ところで、有機膜に対し
てドライ現像（プラズマエッチング）を行なってマスク
パターンを形成する方法としては、表層イメージング
（ＴＳＩ：Top SurfaceImaging）プロセス及び３層レジ
ストプロセス等が知られている。
てドライ現像（プラズマエッチング）を行なってマスク
パターンを形成する方法としては、表層イメージング
（ＴＳＩ：Top SurfaceImaging）プロセス及び３層レジ
ストプロセス等が知られている。
【００２４】表層イメージングプロセスは、パターン露
光された有機膜の表面にシリル化処理を行なって、有機
膜の露光部又は未露光部の表面にシリル化層を選択的に
形成した後、有機膜に対してシリル化層をマスクとする
ドライ現像（プラズマエッチング）を行なってレジスト
パターンを形成する技術である。
光された有機膜の表面にシリル化処理を行なって、有機
膜の露光部又は未露光部の表面にシリル化層を選択的に
形成した後、有機膜に対してシリル化層をマスクとする
ドライ現像（プラズマエッチング）を行なってレジスト
パターンを形成する技術である。
【００２５】以下、第４の従来例として、ドライ現像を
用いるマスクパターンの形成方法（表層イメージングプ
ロセス）について、図１４（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら説明する。
用いるマスクパターンの形成方法（表層イメージングプ
ロセス）について、図１４（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら説明する。
【００２６】まず、図１４（ａ）に示すように、半導体
基板１５１上に有機膜１５２を形成した後、該有機膜１
５２上に被シリル化層１５３を形成する。
基板１５１上に有機膜１５２を形成した後、該有機膜１
５２上に被シリル化層１５３を形成する。
【００２７】次に、図１４（ｂ）に示すように、露光光
１５４を被シリル化層１５３に対して、光を選択的に通
過させるフォトマスク１５５を介して照射することによ
り、被シリル化層１５３に選択的に変質層１５６を形成
する。
１５４を被シリル化層１５３に対して、光を選択的に通
過させるフォトマスク１５５を介して照射することによ
り、被シリル化層１５３に選択的に変質層１５６を形成
する。
【００２８】次に、図１４（ｃ）に示すように、基板温
度を上昇させた状態で、被シリル化層１５３の表面に気
体状のシリル化剤１５７を供給して、被シリル化層１５
３の非変質層（変質層１５６以外の部分）を選択的にシ
リル化することにより、シリル化層１５８を形成する。
尚、非変質層をシリル化する代わりに、変質層１５６を
シリル化してシリル化層１５８を形成してもよい。
度を上昇させた状態で、被シリル化層１５３の表面に気
体状のシリル化剤１５７を供給して、被シリル化層１５
３の非変質層（変質層１５６以外の部分）を選択的にシ
リル化することにより、シリル化層１５８を形成する。
尚、非変質層をシリル化する代わりに、変質層１５６を
シリル化してシリル化層１５８を形成してもよい。
【００２９】次に、有機膜１５２にシリル化層１５８を
マスクとして、第１の従来例に係るエッチングを行なっ
て、図１４（ｄ）に示すように、有機膜１５２からなる
有機膜パターン１５２Ａ（マスクパターン）を形成す
る。
マスクとして、第１の従来例に係るエッチングを行なっ
て、図１４（ｄ）に示すように、有機膜１５２からなる
有機膜パターン１５２Ａ（マスクパターン）を形成す
る。
【００３０】（第５の従来例）以下、第５の従来例とし
て、ドライ現像を用いるパターン形成方法（３層レジス
トプロセス）について説明する。
て、ドライ現像を用いるパターン形成方法（３層レジス
トプロセス）について説明する。
【００３１】まず、半導体基板上に有機膜及びシリコン
酸化膜を順次形成した後、シリコン酸化膜の上に薄いレ
ジストパターンを形成する。
酸化膜を順次形成した後、シリコン酸化膜の上に薄いレ
ジストパターンを形成する。
【００３２】次に、シリコン酸化膜に対してレジストパ
ターンをマスクにしてプラズマエッチングを行なって、
シリコン酸化膜にレジストパターンを転写してマスクパ
ターンを形成した後、有機膜に対してマスクパターンを
用いてドライ現像を行なって、有機膜からなり高アスペ
クトを有する微細な有機膜パターンを形成する。
ターンをマスクにしてプラズマエッチングを行なって、
シリコン酸化膜にレジストパターンを転写してマスクパ
ターンを形成した後、有機膜に対してマスクパターンを
用いてドライ現像を行なって、有機膜からなり高アスペ
クトを有する微細な有機膜パターンを形成する。
【００３３】さらに、マスクパターン及び有機膜パター
ンからなる２層のマスクパターンを用いて、半導体基板
上の被エッチング膜に対してエッチング加工を行なうこ
とにより、単層レジストでは解像できないような微細な
パターンを被エッチング膜に形成することが可能にな
る。
ンからなる２層のマスクパターンを用いて、半導体基板
上の被エッチング膜に対してエッチング加工を行なうこ
とにより、単層レジストでは解像できないような微細な
パターンを被エッチング膜に形成することが可能にな
る。
【００３４】我々は、第５の従来例として、有機膜に対
するエッチング方法を、Ｏ2 ガスを含むエッチングガス
を用いて以下に示すエッチング条件で行なった。
するエッチング方法を、Ｏ2 ガスを含むエッチングガス
を用いて以下に示すエッチング条件で行なった。
【００３５】
使用プラズマ装置……ＮＬＤプラズマ装置
エッチングガスの標準状態における１分間当たりの流量
……Ｏ2 ＝９０ｍｌ アンテナパワ……１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） バイアスパワ……４００Ｗ（２ＭＨｚ） 圧力……０．１３３Ｐａ 基板冷却温度……０℃ エッチング時間……４分 図１５（ａ）、（ｂ）は、第５の従来例に係るパターン
形成方法により得られた、有機膜パターンにおけるホー
ルの断面ＳＥＭ写真を示しており、図１５（ａ）、
（ｂ）は、それぞれ、０．１８μｍ、０．４μｍの径を
持つホールの断面である。図１５（ａ）、（ｂ）におい
て、１７１はシリコン基板を示し、１７２は有機膜パタ
ーンを示し、１７３はシリコン酸化膜からなるマスクパ
ターンを示している。尚、マスクパターン１７３の上に
存在していたレジストパターンは、ドライ現像により有
機膜パターンを形成する際に消滅するため、シリコン基
板１７１の上に堆積された被エッチング膜に対するエッ
チング工程は、有機膜パターン１７２及びマスクパター
ン１７３からなる２層のマスクパターンを用いて行な
う。
……Ｏ2 ＝９０ｍｌ アンテナパワ……１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） バイアスパワ……４００Ｗ（２ＭＨｚ） 圧力……０．１３３Ｐａ 基板冷却温度……０℃ エッチング時間……４分 図１５（ａ）、（ｂ）は、第５の従来例に係るパターン
形成方法により得られた、有機膜パターンにおけるホー
ルの断面ＳＥＭ写真を示しており、図１５（ａ）、
（ｂ）は、それぞれ、０．１８μｍ、０．４μｍの径を
持つホールの断面である。図１５（ａ）、（ｂ）におい
て、１７１はシリコン基板を示し、１７２は有機膜パタ
ーンを示し、１７３はシリコン酸化膜からなるマスクパ
ターンを示している。尚、マスクパターン１７３の上に
存在していたレジストパターンは、ドライ現像により有
機膜パターンを形成する際に消滅するため、シリコン基
板１７１の上に堆積された被エッチング膜に対するエッ
チング工程は、有機膜パターン１７２及びマスクパター
ン１７３からなる２層のマスクパターンを用いて行な
う。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】（第１の従来例の問題
点）図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、一見すると、エ
ッチング形状（ホールの断面形状）は、かなり良好な異
方性形状（垂直形状）が実現されているように見える。
点）図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、一見すると、エ
ッチング形状（ホールの断面形状）は、かなり良好な異
方性形状（垂直形状）が実現されているように見える。
【００３７】しかしながら、図８（ａ）〜（ｄ）をよく
見るとボウイング形状であることが分かる。ボウイング
形状とは弓なりに膨らんだオーバーハング状になること
を意味する。また、図８（ａ）〜（ｄ）から明らかなよ
うに、エッチングにより形成された有機膜１０２のホー
ルの径はマスクパターン１０３の開口径よりも大きくな
っていることが分かる。
見るとボウイング形状であることが分かる。ボウイング
形状とは弓なりに膨らんだオーバーハング状になること
を意味する。また、図８（ａ）〜（ｄ）から明らかなよ
うに、エッチングにより形成された有機膜１０２のホー
ルの径はマスクパターン１０３の開口径よりも大きくな
っていることが分かる。
【００３８】従って、第１の従来例に係る有機膜のエッ
チング方法によると、有機膜１０２に形成されるホール
の断面を、垂直形状又は順テーパ形状にできないという
問題がある。
チング方法によると、有機膜１０２に形成されるホール
の断面を、垂直形状又は順テーパ形状にできないという
問題がある。
【００３９】（第２の従来例の問題点）第２の従来例に
おいて、有機膜１１５に対して第１の従来例に係るエッ
チングを行なうと、図１０（ａ）に示すように、凹部１
１８の断面形状はボウイング状となる。
おいて、有機膜１１５に対して第１の従来例に係るエッ
チングを行なうと、図１０（ａ）に示すように、凹部１
１８の断面形状はボウイング状となる。
【００４０】凹部１１８の断面形状がボウイング状であ
るため、凹部１１８の壁面に第３のバリアメタル層１１
９を薄く形成すると、図１０（ｂ）に示すように、凹部
１１８の壁面に一様に第３のバリアメタル層１１９を形
成することができない。すなわち、凹部１１８の壁面に
おけるマスクパターン１１６Ａの直下の部分１２０及び
凹部１１８の底部１２１に、第３のバリアメタル層１１
９の分離部（断線部）ができてしまう。
るため、凹部１１８の壁面に第３のバリアメタル層１１
９を薄く形成すると、図１０（ｂ）に示すように、凹部
１１８の壁面に一様に第３のバリアメタル層１１９を形
成することができない。すなわち、凹部１１８の壁面に
おけるマスクパターン１１６Ａの直下の部分１２０及び
凹部１１８の底部１２１に、第３のバリアメタル層１１
９の分離部（断線部）ができてしまう。
【００４１】このため、ＣＶＤ法又はメッキ法により凹
部１１８に金属材料膜１２２を埋め込んで、接続プラグ
又は金属配線１２３を形成する場合に、金属材料膜１２
２の埋め込みが均一にできない。すなわち、前述したよ
うに、凹部１１８の壁面におけるマスクパターン１１６
Ａの直下の部分１２０及び凹部１１８の底部１２１にお
いて第３のバリアメタル層１１９に分離部ができると、
第３のバリアメタル層１１９は電気的に絶縁状態つまり
分離状態になるため、例えば電解メッキ法により銅から
なる金属材料膜１２２を埋め込むと、第３のバリアメタ
ル層１１９における凹部１１８の内部の部位に電位を供
給できないので、凹部１１８に金属材料膜１２２を均一
に埋め込むことができない。また、凹部１１８にタング
ステンからなる金属材料膜１２２を埋め込む場合には、
第３のバリアメタル層１１９の分離部においてタングス
テン膜が成長異常を起こすので、凹部１１８に金属材料
膜１２２を均一に埋め込むことができない。このよう
に、凹部１１８に金属材料膜１２２を均一に埋め込むこ
とができないため、接続プラグ又は金属配線１２３が不
良になるので、電気特性が劣化して半導体装置の信頼性
の劣化を招くという問題がある。
部１１８に金属材料膜１２２を埋め込んで、接続プラグ
又は金属配線１２３を形成する場合に、金属材料膜１２
２の埋め込みが均一にできない。すなわち、前述したよ
うに、凹部１１８の壁面におけるマスクパターン１１６
Ａの直下の部分１２０及び凹部１１８の底部１２１にお
いて第３のバリアメタル層１１９に分離部ができると、
第３のバリアメタル層１１９は電気的に絶縁状態つまり
分離状態になるため、例えば電解メッキ法により銅から
なる金属材料膜１２２を埋め込むと、第３のバリアメタ
ル層１１９における凹部１１８の内部の部位に電位を供
給できないので、凹部１１８に金属材料膜１２２を均一
に埋め込むことができない。また、凹部１１８にタング
ステンからなる金属材料膜１２２を埋め込む場合には、
第３のバリアメタル層１１９の分離部においてタングス
テン膜が成長異常を起こすので、凹部１１８に金属材料
膜１２２を均一に埋め込むことができない。このよう
に、凹部１１８に金属材料膜１２２を均一に埋め込むこ
とができないため、接続プラグ又は金属配線１２３が不
良になるので、電気特性が劣化して半導体装置の信頼性
の劣化を招くという問題がある。
【００４２】（第３の従来例の問題点）第３の従来例に
おいて、第２の有機膜１３８及び第１の有機膜１３５に
対して第１の従来例に係るエッチングを行なうと、図１
３（ｂ）に示すように、配線溝１４１及び接続孔１４２
の断面形状がボウイング状になる。
おいて、第２の有機膜１３８及び第１の有機膜１３５に
対して第１の従来例に係るエッチングを行なうと、図１
３（ｂ）に示すように、配線溝１４１及び接続孔１４２
の断面形状がボウイング状になる。
【００４３】また、前述したように、反応生成物にシリ
コンが含まれてなる堆積物が接続孔１４２の壁面に付着
すると共に、第２のバリアメタル層１３４に対して行な
われるオーバーエッチング時に、接続孔１４２を形成す
るための実効的なエッチングマスクになっている第１の
マスクパターン１３６Ａがエッチング時のイオンスパッ
タリングによりエッチングされる。このため、図１３
（ｃ）に示すように、第１のマスクパターン１３６Ａの
開口部が拡大するので、第１の有機膜１３５における接
続孔１４２の壁面のボウイング形状が一層促進されると
共に、接続孔１４２の壁面が後退するため、エッチング
時の反応生成物にシリコンが含まれてなる堆積物からな
るクラウン状の障壁１４３が接続孔１４２の底部に形成
されてしまう。
コンが含まれてなる堆積物が接続孔１４２の壁面に付着
すると共に、第２のバリアメタル層１３４に対して行な
われるオーバーエッチング時に、接続孔１４２を形成す
るための実効的なエッチングマスクになっている第１の
マスクパターン１３６Ａがエッチング時のイオンスパッ
タリングによりエッチングされる。このため、図１３
（ｃ）に示すように、第１のマスクパターン１３６Ａの
開口部が拡大するので、第１の有機膜１３５における接
続孔１４２の壁面のボウイング形状が一層促進されると
共に、接続孔１４２の壁面が後退するため、エッチング
時の反応生成物にシリコンが含まれてなる堆積物からな
るクラウン状の障壁１４３が接続孔１４２の底部に形成
されてしまう。
【００４４】従って、ＣＶＤ法又はメッキ法により、配
線溝１４１及び接続孔１４２に金属材料膜を埋め込ん
で、接続プラグ又は金属配線を形成する場合に、金属材
料膜を均一に埋め込むことができないと共に、接続孔１
４２に埋め込まれた接続プラグと下層の金属配線との間
に接続不良が発生するので、デュアルダマシン法により
多層配線を形成することが困難になるという問題があ
る。
線溝１４１及び接続孔１４２に金属材料膜を埋め込ん
で、接続プラグ又は金属配線を形成する場合に、金属材
料膜を均一に埋め込むことができないと共に、接続孔１
４２に埋め込まれた接続プラグと下層の金属配線との間
に接続不良が発生するので、デュアルダマシン法により
多層配線を形成することが困難になるという問題があ
る。
【００４５】（第４の従来例の問題点）第４の従来例に
おいて、有機膜１５２に対して第１の従来例に係るエッ
チングを行なうと、図１４（ｄ）に示すように、有機膜
パターン１５２Ａの開口部１５９の断面形状はボウイン
グ状になってしまう。このようなボウイング形状のホー
ルを持つ有機膜パターン１５２Ａをマスクパターンとし
てエッチングを行なうと、高精度なエッチング加工は困
難である。
おいて、有機膜１５２に対して第１の従来例に係るエッ
チングを行なうと、図１４（ｄ）に示すように、有機膜
パターン１５２Ａの開口部１５９の断面形状はボウイン
グ状になってしまう。このようなボウイング形状のホー
ルを持つ有機膜パターン１５２Ａをマスクパターンとし
てエッチングを行なうと、高精度なエッチング加工は困
難である。
【００４６】（第５の従来例の問題点）第５の従来例に
おいては、有機膜に対してＯ2 ガスを主成分とするエッ
チングガスを用いるプラズマエッチングによりドライ現
像を行なうため、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、
有機膜パターン１７２に形成されたホールの径はマスク
パターン１７３の開口部の径よりも大きくなると共に、
有機膜パターン１７２に形成されたホールの断面はボウ
イング形状になる。被エッチング膜に対してボウイング
形状のホールを持つ有機膜パターン１７２を用いてエッ
チングを行なうと、高精度なエッチング加工は困難であ
る。
おいては、有機膜に対してＯ2 ガスを主成分とするエッ
チングガスを用いるプラズマエッチングによりドライ現
像を行なうため、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、
有機膜パターン１７２に形成されたホールの径はマスク
パターン１７３の開口部の径よりも大きくなると共に、
有機膜パターン１７２に形成されたホールの断面はボウ
イング形状になる。被エッチング膜に対してボウイング
形状のホールを持つ有機膜パターン１７２を用いてエッ
チングを行なうと、高精度なエッチング加工は困難であ
る。
【００４７】そこで、有機膜パターン１７２のホールの
ボウイング形状を抑制するために、基板冷却温度（冷却
冷媒温度）を氷点下２０℃〜氷点下５０℃に設定して、
実際の基板温度を氷点下に保持した状態で、有機膜に対
してドライ現像を行なう方法が提案されている。
ボウイング形状を抑制するために、基板冷却温度（冷却
冷媒温度）を氷点下２０℃〜氷点下５０℃に設定して、
実際の基板温度を氷点下に保持した状態で、有機膜に対
してドライ現像を行なう方法が提案されている。
【００４８】ところが、このような低温を実現するため
には、膨大な費用及び大掛かりな装置が必要になるた
め、装置コストの増大及び装置安定性の低下という問題
が発生する。
には、膨大な費用及び大掛かりな装置が必要になるた
め、装置コストの増大及び装置安定性の低下という問題
が発生する。
【００４９】従って、第５の従来例によると、有機膜パ
ターンのホールの断面を垂直形状又は順テーパ形状にす
ることは不可能である。
ターンのホールの断面を垂直形状又は順テーパ形状にす
ることは不可能である。
【００５０】尚、第５の従来例（３層レジストプロセ
ス）における問題は、第４の従来例（表面イメジングプ
ロセス）においても当然に発生する。
ス）における問題は、第４の従来例（表面イメジングプ
ロセス）においても当然に発生する。
【００５１】前記に鑑み、本発明は、有機膜のエッチン
グ方法において、有機膜に形成される凹部の断面を垂直
形状又は順テーパ形状にできるようにすることを第１の
目的とする。
グ方法において、有機膜に形成される凹部の断面を垂直
形状又は順テーパ形状にできるようにすることを第１の
目的とする。
【００５２】また、本発明は、プラズマエッチングによ
り有機膜に形成される凹部の断面を垂直形状又は順テー
パ形状にして、凹部の壁面にバリアメタル層を一様に形
成できるようにし、これによって、凹部に金属材料膜を
均一に埋め込めるようにすることを第２の目的とする。
り有機膜に形成される凹部の断面を垂直形状又は順テー
パ形状にして、凹部の壁面にバリアメタル層を一様に形
成できるようにし、これによって、凹部に金属材料膜を
均一に埋め込めるようにすることを第２の目的とする。
【００５３】また、本発明は、有機膜に対するドライ現
像（プラズマエッチング）において、断面が垂直形状又
は順テーパ形状の開口部を有する有機膜パターンが形成
できるようにして、高精度で且つプロセスマージンが大
きいエッチングができるようにすることを第３の目的と
する。
像（プラズマエッチング）において、断面が垂直形状又
は順テーパ形状の開口部を有する有機膜パターンが形成
できるようにして、高精度で且つプロセスマージンが大
きいエッチングができるようにすることを第３の目的と
する。
【００５４】
【課題を解決するための手段】前記の第１の目的を達成
するため、本発明に係る有機膜のエッチング方法は、有
機膜に対して、炭素、水素及び窒素を含む化合物を主成
分とするエッチングガスから生成されたプラズマを用い
てエッチングを行なう。
するため、本発明に係る有機膜のエッチング方法は、有
機膜に対して、炭素、水素及び窒素を含む化合物を主成
分とするエッチングガスから生成されたプラズマを用い
てエッチングを行なう。
【００５５】本発明の有機膜のエッチング方法による
と、エッチングガスから生成されたプラズマ中に、エッ
チング表面（凹部の壁面及び底面）においてポリマーを
形成し易いＣＨx （ｘ＝１、２、３）のラジカルが存在
し、有機膜に形成される凹部の壁面に付着したＣＨx ラ
ジカルからなるポリマーは、イオンアシスト反応を阻止
する側壁保護膜として働く。このため、凹部の断面は垂
直形状又は順テーパ形状になる。
と、エッチングガスから生成されたプラズマ中に、エッ
チング表面（凹部の壁面及び底面）においてポリマーを
形成し易いＣＨx （ｘ＝１、２、３）のラジカルが存在
し、有機膜に形成される凹部の壁面に付着したＣＨx ラ
ジカルからなるポリマーは、イオンアシスト反応を阻止
する側壁保護膜として働く。このため、凹部の断面は垂
直形状又は順テーパ形状になる。
【００５６】本発明の有機膜のエッチング方法におい
て、化合物はメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、エチルアミン又はプロピルアミンであること
が好ましい。
て、化合物はメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、エチルアミン又はプロピルアミンであること
が好ましい。
【００５７】このようにすると、有機膜に形成される凹
部の断面を確実に垂直形状又は順テーパ形状にすること
ができる。
部の断面を確実に垂直形状又は順テーパ形状にすること
ができる。
【００５８】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に有機膜を形成する工程と、有機膜の上に、
無機化合物を主成分とするマスクパターンを形成する工
程と、有機膜に対して、マスクパターンを用いて、炭
素、水素及び窒素を含む化合物を主成分とするエッチン
グガスから生成されたプラズマにより選択的エッチング
を行なって、有機膜に凹部を形成する工程とを備えてい
る。
導体基板上に有機膜を形成する工程と、有機膜の上に、
無機化合物を主成分とするマスクパターンを形成する工
程と、有機膜に対して、マスクパターンを用いて、炭
素、水素及び窒素を含む化合物を主成分とするエッチン
グガスから生成されたプラズマにより選択的エッチング
を行なって、有機膜に凹部を形成する工程とを備えてい
る。
【００５９】本発明の半導体装置の製造方法によると、
本発明に係るエッチング方法を用いて有機膜に凹部を形
成するため、有機膜に垂直形状又は順テーパ形状の断面
を持つ凹部を形成することができ、凹部の断面がボウイ
ング形状にならない。このため、凹部の壁面にバリア層
を分離部（断線部）を形成させることなく均一に形成で
きるので、凹部に金属材料膜を確実に埋め込むことがで
き、これによって、電気的特性に優れた接続プラグ又は
埋め込み配線を形成することができる。
本発明に係るエッチング方法を用いて有機膜に凹部を形
成するため、有機膜に垂直形状又は順テーパ形状の断面
を持つ凹部を形成することができ、凹部の断面がボウイ
ング形状にならない。このため、凹部の壁面にバリア層
を分離部（断線部）を形成させることなく均一に形成で
きるので、凹部に金属材料膜を確実に埋め込むことがで
き、これによって、電気的特性に優れた接続プラグ又は
埋め込み配線を形成することができる。
【００６０】本発明の半導体装置の製造方法において、
化合物はメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルア
ミン、エチルアミン又はプロピルアミンであることが好
ましい。
化合物はメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルア
ミン、エチルアミン又はプロピルアミンであることが好
ましい。
【００６１】このようにすると、有機膜に形成される凹
部の断面を確実に垂直形状又は順テーパ形状にすること
ができる。
部の断面を確実に垂直形状又は順テーパ形状にすること
ができる。
【００６２】本発明の半導体装置の製造方法において、
凹部は、接続孔と該接続孔の上に形成された配線溝とか
らなり、デュアルダマシン法により金属材料膜が埋め込
まれることが好ましい。
凹部は、接続孔と該接続孔の上に形成された配線溝とか
らなり、デュアルダマシン法により金属材料膜が埋め込
まれることが好ましい。
【００６３】このようにすると、バリア層を宇接続孔及
び配線溝の壁面に分離部（断線部）を形成させることな
く均一に形成できると共に、接続孔の底面にクラウン状
の障壁が形成されなくなる。このため、接続孔及び配線
溝に金属材料膜を確実に埋め込めるので、接続孔に埋め
込まれた接続プラグ及び配線溝に埋め込まれた金属配線
の電気的特性を向上させることができると共に、接続プ
ラグと下層の金属配線との間に接続不良が発生しなくな
り、これによって、電気的特性に優れた多層配線をデュ
アルダマシン法により形成することが可能になる。
び配線溝の壁面に分離部（断線部）を形成させることな
く均一に形成できると共に、接続孔の底面にクラウン状
の障壁が形成されなくなる。このため、接続孔及び配線
溝に金属材料膜を確実に埋め込めるので、接続孔に埋め
込まれた接続プラグ及び配線溝に埋め込まれた金属配線
の電気的特性を向上させることができると共に、接続プ
ラグと下層の金属配線との間に接続不良が発生しなくな
り、これによって、電気的特性に優れた多層配線をデュ
アルダマシン法により形成することが可能になる。
【００６４】本発明に係るパターンの形成方法は、基板
上に有機膜を形成する工程と、有機膜の表面に無機成分
を含むマスク層を形成する工程と、有機膜に対して、マ
スク層を用いて、炭素、水素及び窒素を含む化合物を主
成分とするエッチングガスから生成されたプラズマによ
り選択的エッチングを行なって、有機膜からなる有機膜
パターンを形成する工程とを備えている。
上に有機膜を形成する工程と、有機膜の表面に無機成分
を含むマスク層を形成する工程と、有機膜に対して、マ
スク層を用いて、炭素、水素及び窒素を含む化合物を主
成分とするエッチングガスから生成されたプラズマによ
り選択的エッチングを行なって、有機膜からなる有機膜
パターンを形成する工程とを備えている。
【００６５】本発明のパターンの形成方法によると、本
発明に係るエッチング方法を用いて有機膜に開口部を形
成するため、有機膜に垂直形状又は順テーパ形状の断面
を持つ開口部を形成することができ、有機膜パターンの
開口部の断面形状がボウイング状にならない。このた
め、高精度で且つプロセスマージンが大きいエッチング
を行なうことができる。
発明に係るエッチング方法を用いて有機膜に開口部を形
成するため、有機膜に垂直形状又は順テーパ形状の断面
を持つ開口部を形成することができ、有機膜パターンの
開口部の断面形状がボウイング状にならない。このた
め、高精度で且つプロセスマージンが大きいエッチング
を行なうことができる。
【００６６】本発明のパターンの形成方法において、化
合物はメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン又はプロピルアミンであることが好ま
しい。
合物はメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン又はプロピルアミンであることが好ま
しい。
【００６７】このようにすると、有機膜に形成される開
口部の断面を確実に垂直形状又は順テーパ形状にするこ
とができる。
口部の断面を確実に垂直形状又は順テーパ形状にするこ
とができる。
【００６８】本発明のパターンの形成方法において、マ
スク層はシリル化層であることが好ましい。
スク層はシリル化層であることが好ましい。
【００６９】このようにすると、表層イメージングプロ
セスにより、有機膜パターンに垂直形状又は順テーパ形
状の開口部を形成することができる。
セスにより、有機膜パターンに垂直形状又は順テーパ形
状の開口部を形成することができる。
【００７０】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係る有機膜のエッチング方法につい
て、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）を参照
しながら説明する。
の第１の実施形態に係る有機膜のエッチング方法につい
て、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）を参照
しながら説明する。
【００７１】第１の実施形態に係る有機膜のエッチング
方法は、エッチングガスとしてメチルアミン（Methylam
ine ：ＣＨ3ＮＨ2）を主成分とするガスを用い、メチル
アミンから生成されたプラズマにより有機膜をエッチン
グする方法である。以下、第１の実施形態におけるエッ
チング条件の一例を示す。
方法は、エッチングガスとしてメチルアミン（Methylam
ine ：ＣＨ3ＮＨ2）を主成分とするガスを用い、メチル
アミンから生成されたプラズマにより有機膜をエッチン
グする方法である。以下、第１の実施形態におけるエッ
チング条件の一例を示す。
【００７２】
使用プラズマ装置……ＮＬＤプラズマ装置
エッチングガスの種類及び標準状態における１分間当た
りの流量……ＣＨ3ＮＨ2＝１００ｍｌ アンテナパワ……１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） バイアスパワ……２００Ｗ（２ＭＨｚ） 圧力……０．４Ｐａ 基板冷却温度……０℃ エッチング時間……１８０秒 図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る有機膜の
エッチング方法により得られたホールの断面ＳＥＭ写真
を示しており、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞ
れ、０．１８μｍ、０．２２μｍ、０．２４μｍの径を
持つホールの断面である。図１（ａ）〜（ｃ）におい
て、１はシリコン基板を示し、２は被エッチング膜とし
ての有機膜を示し、３はシリコン酸化膜からなるマスク
パターンを示している。尚、エッチングの開始時には、
マスクパターン３の上に約０．４μｍの厚さを持つレジ
ストパターンが形成されていたが、該レジストパターン
は有機膜２に対するエッチング工程の途中で消滅した。
りの流量……ＣＨ3ＮＨ2＝１００ｍｌ アンテナパワ……１０００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） バイアスパワ……２００Ｗ（２ＭＨｚ） 圧力……０．４Ｐａ 基板冷却温度……０℃ エッチング時間……１８０秒 図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る有機膜の
エッチング方法により得られたホールの断面ＳＥＭ写真
を示しており、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞ
れ、０．１８μｍ、０．２２μｍ、０．２４μｍの径を
持つホールの断面である。図１（ａ）〜（ｃ）におい
て、１はシリコン基板を示し、２は被エッチング膜とし
ての有機膜を示し、３はシリコン酸化膜からなるマスク
パターンを示している。尚、エッチングの開始時には、
マスクパターン３の上に約０．４μｍの厚さを持つレジ
ストパターンが形成されていたが、該レジストパターン
は有機膜２に対するエッチング工程の途中で消滅した。
【００７３】図１（ａ）〜（ｃ）から分かるように、有
機膜２に形成された孔の径はマスクパターン３の開口部
の径よりも小さいと共に、有機膜２に形成されたいずれ
のホールの断面も良好な順テーパ形状である。
機膜２に形成された孔の径はマスクパターン３の開口部
の径よりも小さいと共に、有機膜２に形成されたいずれ
のホールの断面も良好な順テーパ形状である。
【００７４】図２（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態に係
るエッチング方法による効果を説明するための図であっ
て、図２（ａ）はＮ2とＨ2との混合ガス又はＮＨ3 ガス
からなる従来のエッチングガスを用いた場合のエッチン
グメカニズムを示し、図２（ｂ）はＣＨ3ＮＨ2ガスから
なる第１の実施形態のエッチングガスを用いた場合のエ
ッチングメカニズムを示している。
るエッチング方法による効果を説明するための図であっ
て、図２（ａ）はＮ2とＨ2との混合ガス又はＮＨ3 ガス
からなる従来のエッチングガスを用いた場合のエッチン
グメカニズムを示し、図２（ｂ）はＣＨ3ＮＨ2ガスから
なる第１の実施形態のエッチングガスを用いた場合のエ
ッチングメカニズムを示している。
【００７５】図２（ａ）、（ｂ）において、１はシリコ
ン基板を示し、２は被エッチング膜としての有機膜を示
し、３はシリコン酸化膜からなるマスクパターンを示
し、４はプラズマ中のラジカルを示し、５はエッチング
により有機膜２に形成される凹部の壁面及び底面に堆積
される堆積膜を示している。
ン基板を示し、２は被エッチング膜としての有機膜を示
し、３はシリコン酸化膜からなるマスクパターンを示
し、４はプラズマ中のラジカルを示し、５はエッチング
により有機膜２に形成される凹部の壁面及び底面に堆積
される堆積膜を示している。
【００７６】ラジカル（以下、原子も含めて活性のある
反応性中性粒子をラジカルと総称する。）４は、電気的
に中性粒子であるためプラズマ中からシリコン基板１に
向かって等方的に飛来する。これに対して、プラズマシ
ース領域で加速されてシリコン基板１に飛来するイオン
は、シリコン基板１に対して垂直に入射する。
反応性中性粒子をラジカルと総称する。）４は、電気的
に中性粒子であるためプラズマ中からシリコン基板１に
向かって等方的に飛来する。これに対して、プラズマシ
ース領域で加速されてシリコン基板１に飛来するイオン
は、シリコン基板１に対して垂直に入射する。
【００７７】一般に、プラズマを用いて異方性エッチン
グを行なう場合、エッチングは主としてイオンアシスト
エッチング反応の進行により実現されており、化学スパ
ッタリング、物理スパッタリング及び熱化学反応等によ
るエッチングの進行はイオンアシストエッチング反応の
進行に比べて極めて小さい。イオンアシスト反応とは、
イオンがプラズマ中から離脱して被エッチング膜に飛来
する際、イオンがプラズマ発生領域と被エッチング膜と
の間のプラズマシース領域の電界により加速されて被エ
ッチング膜に衝突し、その衝撃エネルギーにより衝突部
位の近傍において表面化学反応が促進される。イオンア
シスト反応によるエッチングのメカニズムは大きく分け
て次の２種類に分類される。
グを行なう場合、エッチングは主としてイオンアシスト
エッチング反応の進行により実現されており、化学スパ
ッタリング、物理スパッタリング及び熱化学反応等によ
るエッチングの進行はイオンアシストエッチング反応の
進行に比べて極めて小さい。イオンアシスト反応とは、
イオンがプラズマ中から離脱して被エッチング膜に飛来
する際、イオンがプラズマ発生領域と被エッチング膜と
の間のプラズマシース領域の電界により加速されて被エ
ッチング膜に衝突し、その衝撃エネルギーにより衝突部
位の近傍において表面化学反応が促進される。イオンア
シスト反応によるエッチングのメカニズムは大きく分け
て次の２種類に分類される。
【００７８】（第１のエッチングメカニズム）被エッチ
ング表面に、エッチング反応に関与する反応性ラジカル
が物理吸着又は化学吸着している場合であって、この場
合は、さらにつぎの３つの場合に分類できる。
ング表面に、エッチング反応に関与する反応性ラジカル
が物理吸着又は化学吸着している場合であって、この場
合は、さらにつぎの３つの場合に分類できる。
【００７９】第１は、イオンが吸着部の近傍に衝突し
て、イオンと吸着物質と被エッチング膜の材料とが互い
に化学反応を起す場合である。
て、イオンと吸着物質と被エッチング膜の材料とが互い
に化学反応を起す場合である。
【００８０】第２は、前記の吸着がさらに進んだ場合に
起こり、被エッチング表面に薄い堆積膜ができた状態で
あって、この場合にもイオン衝撃によるイオンアシスト
反応が効率良く進行し、高いエッチングレートが実現さ
れる。
起こり、被エッチング表面に薄い堆積膜ができた状態で
あって、この場合にもイオン衝撃によるイオンアシスト
反応が効率良く進行し、高いエッチングレートが実現さ
れる。
【００８１】第３は、堆積膜が厚くなってくる場合に起
こり、飛来するイオンの大部分が堆積膜の除去に消費さ
れるので、エッチングレートは極端に低下する。また、
堆積膜が所定値以上つまりイオン衝撃による除去が困難
になる量以上に厚く堆積されると、イオンは堆積膜を除
去することができないので、飛来してきたイオンと吸着
物質と被エッチング膜の材料とが化学反応を起さなくな
り、エッチングが停止する。
こり、飛来するイオンの大部分が堆積膜の除去に消費さ
れるので、エッチングレートは極端に低下する。また、
堆積膜が所定値以上つまりイオン衝撃による除去が困難
になる量以上に厚く堆積されると、イオンは堆積膜を除
去することができないので、飛来してきたイオンと吸着
物質と被エッチング膜の材料とが化学反応を起さなくな
り、エッチングが停止する。
【００８２】（第２のエッチングメカニズム）被エッチ
ング表面にエッチング反応に関与する反応性ラジカルが
吸着していない場合であって、イオンが被エッチング表
面に衝突し、衝突したイオンと被エッチング膜の材料と
がイオン自身のエネルギーで直接に化学反応を起すこと
により、イオンアシストエッチング反応が進行する。
ング表面にエッチング反応に関与する反応性ラジカルが
吸着していない場合であって、イオンが被エッチング表
面に衝突し、衝突したイオンと被エッチング膜の材料と
がイオン自身のエネルギーで直接に化学反応を起すこと
により、イオンアシストエッチング反応が進行する。
【００８３】Ｎ2とＨ2との混合ガスからなるプラズマを
用いる場合には、生成されるラジカルとしては、Ｎ、Ｎ
2、Ｈ及びＨ2が考えられ、ＮＨ3 ガスからなるプラズマ
を用いる場合には、生成されるラジカルとしては、Ｎ、
Ｎ2、Ｈ及びＨ2のほかに、ＮＨ、ＮＨ2及びＮＨ3が考え
られる。従って、ＮＨ3 ガスを用いる場合には、Ｎ2と
Ｈ2 との混合ガスを用いる場合に比べて、生成されるラ
ジカルの量が多いため、エッチング表面に付く付着物も
多いと考えられるが、これらの付着物は、プラズマから
エッチング表面に照射されるイオンの衝撃に耐えられな
いので、エッチング表面に堆積物は形成されない。
用いる場合には、生成されるラジカルとしては、Ｎ、Ｎ
2、Ｈ及びＨ2が考えられ、ＮＨ3 ガスからなるプラズマ
を用いる場合には、生成されるラジカルとしては、Ｎ、
Ｎ2、Ｈ及びＨ2のほかに、ＮＨ、ＮＨ2及びＮＨ3が考え
られる。従って、ＮＨ3 ガスを用いる場合には、Ｎ2と
Ｈ2 との混合ガスを用いる場合に比べて、生成されるラ
ジカルの量が多いため、エッチング表面に付く付着物も
多いと考えられるが、これらの付着物は、プラズマから
エッチング表面に照射されるイオンの衝撃に耐えられな
いので、エッチング表面に堆積物は形成されない。
【００８４】従って、凹部の底部であるエッチング表面
で起きるエッチング反応は、エッチング表面に僅かに付
着している原子又は分子と有機膜の表面の原子とが、プ
ラズマから飛来してくるイオンによるイオンアシスト反
応によりエッチングされる反応（第１のエッチングメカ
ニズムの第１の場合）、又はイオンとエッチング表面と
が反応するエッチング反応（第２のエッチングメカニズ
ム）が主体になると思われる。特に、従来のＮ2とＨ2と
からなるプラズマによるエッチング反応においては、第
２のエッチングメカニズムによるエッチングの進行が支
配的であると考えられる。
で起きるエッチング反応は、エッチング表面に僅かに付
着している原子又は分子と有機膜の表面の原子とが、プ
ラズマから飛来してくるイオンによるイオンアシスト反
応によりエッチングされる反応（第１のエッチングメカ
ニズムの第１の場合）、又はイオンとエッチング表面と
が反応するエッチング反応（第２のエッチングメカニズ
ム）が主体になると思われる。特に、従来のＮ2とＨ2と
からなるプラズマによるエッチング反応においては、第
２のエッチングメカニズムによるエッチングの進行が支
配的であると考えられる。
【００８５】ところで、水素イオンは、原子半径及び慣
性質量が小さいため、エッチング表面に入射しても、反
応することなく有機膜の内部に入射してしまう可能性が
高い。このため、窒素イオン及びアンモニアフラグメン
ト（アンモニア分子から解離分解して発生した分子及び
原子）のイオン等が、イオンアシスト反応を促進する原
動力になると考えられる。
性質量が小さいため、エッチング表面に入射しても、反
応することなく有機膜の内部に入射してしまう可能性が
高い。このため、窒素イオン及びアンモニアフラグメン
ト（アンモニア分子から解離分解して発生した分子及び
原子）のイオン等が、イオンアシスト反応を促進する原
動力になると考えられる。
【００８６】通常、有機膜は、炭素原子と水素原子とか
らなるポリマーが主たる構成要素でって、第１の従来例
のように、有機膜に窒素又は水素のラジカル及びイオン
が飛来することによって有機膜がエッチングされること
から考えると、エッチング時の反応生成物は主として揮
発性のＨＣＮであって、該ＨＣＮがエッチング表面から
脱離することによってエッチングが進行すると考えられ
る。
らなるポリマーが主たる構成要素でって、第１の従来例
のように、有機膜に窒素又は水素のラジカル及びイオン
が飛来することによって有機膜がエッチングされること
から考えると、エッチング時の反応生成物は主として揮
発性のＨＣＮであって、該ＨＣＮがエッチング表面から
脱離することによってエッチングが進行すると考えられ
る。
【００８７】これに対して、第１の実施形態のように、
ＣＨ3ＮＨ2ガスからなるプラズマを用いると、Ｎ、
Ｎ2、Ｃ、Ｈ、ＣＨ、ＣＨ2、ＣＨ3 及びＣＮ等のラジカ
ルが生成される。つまり、第１の従来例に比べて、ＣＨ
x （ｘ＝１、２、３）のラジカルが存在する点で異な
る。これらのラジカルは、エッチング表面でポリマーを
形成し易いため、エッチング表面に堆積膜５が形成さ
れ、該堆積膜５はエッチング反応に必要な原子をエッチ
ング表面に固定する。適度な厚さを持つ堆積膜５は反応
層としての機能を持つため、イオンアシスト反応を効率
良く生じさせる原動力となる（第１のエッチングメカニ
ズムの第２の場合）。
ＣＨ3ＮＨ2ガスからなるプラズマを用いると、Ｎ、
Ｎ2、Ｃ、Ｈ、ＣＨ、ＣＨ2、ＣＨ3 及びＣＮ等のラジカ
ルが生成される。つまり、第１の従来例に比べて、ＣＨ
x （ｘ＝１、２、３）のラジカルが存在する点で異な
る。これらのラジカルは、エッチング表面でポリマーを
形成し易いため、エッチング表面に堆積膜５が形成さ
れ、該堆積膜５はエッチング反応に必要な原子をエッチ
ング表面に固定する。適度な厚さを持つ堆積膜５は反応
層としての機能を持つため、イオンアシスト反応を効率
良く生じさせる原動力となる（第１のエッチングメカニ
ズムの第２の場合）。
【００８８】ところが、イオンが直接に衝突する確率が
極めて小さい凹部の壁面においては、堆積膜５はイオン
アシスト反応を阻止する側壁保護膜として働くため、凹
部の断面は順テーパ形状になる。
極めて小さい凹部の壁面においては、堆積膜５はイオン
アシスト反応を阻止する側壁保護膜として働くため、凹
部の断面は順テーパ形状になる。
【００８９】また、多くのイオンが衝突する凹部の底面
においては、底面に形成された堆積膜５と衝突するイオ
ンによるイオンアシスト反応が起こるので、エッチング
が効率良く進行する。言い換えると、凹部の底面におい
ては、堆積膜５の厚さ分だけ有機膜２の厚さが減少しな
がらエッチングが進行するので、凹部の断面は垂直形状
又は順テーパ形状になる。
においては、底面に形成された堆積膜５と衝突するイオ
ンによるイオンアシスト反応が起こるので、エッチング
が効率良く進行する。言い換えると、凹部の底面におい
ては、堆積膜５の厚さ分だけ有機膜２の厚さが減少しな
がらエッチングが進行するので、凹部の断面は垂直形状
又は順テーパ形状になる。
【００９０】従って、第１の実施形態によると、有機膜
に垂直形状又は順テーパ形状の断面を持つ凹部を形成す
ることができる。
に垂直形状又は順テーパ形状の断面を持つ凹部を形成す
ることができる。
【００９１】尚、第１の実施形態においては、エッチン
グガスとしてメチルアミンを主成分とするガスを用いた
が、これに限られず、炭素、水素及び窒素を含む化合物
を主成分とするガスを広く用いることができ、例えばジ
メチルアミン（Dimethylamine ：(ＣＨ3)2ＮＨ）、トリ
メチルアミン（Trimethylamine：(ＣＨ3)3Ｎ）又はエチ
ルアミン：Ｃ2Ｈ5ＮＨ2 ）を単独で又は組み合わせて用
いても、メチルアミンと同様のエッチング特性が得られ
る。メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン
及びエチルアミンは、１気圧及び２５℃（常温）下で気
体として取り出せるため、非常に便利である。尚、メチ
ルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン及びエチ
ルアミンのの１気圧における沸点は、それぞれ、−６．
３℃、＋７．４℃、＋２．９℃及び＋１６．６℃であ
る。
グガスとしてメチルアミンを主成分とするガスを用いた
が、これに限られず、炭素、水素及び窒素を含む化合物
を主成分とするガスを広く用いることができ、例えばジ
メチルアミン（Dimethylamine ：(ＣＨ3)2ＮＨ）、トリ
メチルアミン（Trimethylamine：(ＣＨ3)3Ｎ）又はエチ
ルアミン：Ｃ2Ｈ5ＮＨ2 ）を単独で又は組み合わせて用
いても、メチルアミンと同様のエッチング特性が得られ
る。メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン
及びエチルアミンは、１気圧及び２５℃（常温）下で気
体として取り出せるため、非常に便利である。尚、メチ
ルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン及びエチ
ルアミンのの１気圧における沸点は、それぞれ、−６．
３℃、＋７．４℃、＋２．９℃及び＋１６．６℃であ
る。
【００９２】また、エッチングガスとしては、メチルア
ミンを主成分とするガスに代えて、プロピルアミン（Pr
opylamine ：Ｃ3Ｈ7ＮＨ2 ）を主成分とするガスを用い
ることもできる。プロピルアミンの沸点は４８．５℃で
あるから、プロピルアミンを１気圧下で気体として取り
出すためには、およそ５０℃以上に昇温しなければなら
ないので、利便性は多少低下するが、プロピルアミンを
取り出してプラズマ反応室に供給することができれば、
メチルアミンと同様のエッチング特性が得られる。
ミンを主成分とするガスに代えて、プロピルアミン（Pr
opylamine ：Ｃ3Ｈ7ＮＨ2 ）を主成分とするガスを用い
ることもできる。プロピルアミンの沸点は４８．５℃で
あるから、プロピルアミンを１気圧下で気体として取り
出すためには、およそ５０℃以上に昇温しなければなら
ないので、利便性は多少低下するが、プロピルアミンを
取り出してプラズマ反応室に供給することができれば、
メチルアミンと同様のエッチング特性が得られる。
【００９３】また、現在の実用的技術（加熱技術等）で
気体として取り出すことが可能になれば、メチルアミン
と同様のエッチング特性が得られるガスとしては以下の
ものが挙げられる。すなわち、ニトリル系のガスとして
は、 Acetonitrile（Ｃ2Ｈ3Ｎ ：１気圧における沸点：８
１．８℃）、 Acrylonitrile（Ｃ3Ｈ3Ｎ ：１気圧における沸点：７
８．５℃）又は、 Propionitrile（Ｃ3Ｈ5Ｎ ：１気圧における沸点：９
７．１℃）が挙げられ、ジアミン系のガスとしては、 1,2-Ethanediamine （Ｃ2Ｈ8Ｎ ：１気圧における沸
点：１１７．２℃）が挙げられ、 炭素原子を４個以上含むガスとしては、Ｃ4Ｈ5Ｎ、Ｃ4
Ｈ7Ｎ、Ｃ4Ｈ11Ｎ 、Ｃ5Ｈ7Ｎ及びＣ5Ｈ9Ｎ等が挙げら
れる。尚、１気圧における沸点については、Ｃ4Ｈ11Ｎ
は７０℃以下であるが、その他の化合物は、およそ１０
０℃以上である。
気体として取り出すことが可能になれば、メチルアミン
と同様のエッチング特性が得られるガスとしては以下の
ものが挙げられる。すなわち、ニトリル系のガスとして
は、 Acetonitrile（Ｃ2Ｈ3Ｎ ：１気圧における沸点：８
１．８℃）、 Acrylonitrile（Ｃ3Ｈ3Ｎ ：１気圧における沸点：７
８．５℃）又は、 Propionitrile（Ｃ3Ｈ5Ｎ ：１気圧における沸点：９
７．１℃）が挙げられ、ジアミン系のガスとしては、 1,2-Ethanediamine （Ｃ2Ｈ8Ｎ ：１気圧における沸
点：１１７．２℃）が挙げられ、 炭素原子を４個以上含むガスとしては、Ｃ4Ｈ5Ｎ、Ｃ4
Ｈ7Ｎ、Ｃ4Ｈ11Ｎ 、Ｃ5Ｈ7Ｎ及びＣ5Ｈ9Ｎ等が挙げら
れる。尚、１気圧における沸点については、Ｃ4Ｈ11Ｎ
は７０℃以下であるが、その他の化合物は、およそ１０
０℃以上である。
【００９４】また、前述の化合物以外に、気体として容
易に取り出せると共にメチルアミンと同様のエッチング
特性を実現できる化合物として、シアン化水素水（通称
青酸）（Hydrocyanic acid：ＨＣＮ）が挙げられるが、
シアン化水素水は人体にとって猛毒であるため好ましく
ない。
易に取り出せると共にメチルアミンと同様のエッチング
特性を実現できる化合物として、シアン化水素水（通称
青酸）（Hydrocyanic acid：ＨＣＮ）が挙げられるが、
シアン化水素水は人体にとって猛毒であるため好ましく
ない。
【００９５】以上説明したように、少なくとも炭素、水
素及び窒素からなる化合物の中で最も実用上有益な化合
物は、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン又はプロピルアミンである。
素及び窒素からなる化合物の中で最も実用上有益な化合
物は、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン又はプロピルアミンである。
【００９６】尚、プラズマエッチングに使用するガス
は、基本的にプラズマの励起方法又は励起装置に応じて
最適なものを選べばよい。また、高励起のプラズマ装置
ほど高分子のガスを使用することができ、その選択範囲
は広がる。すなわち、誘導結合型プラズマ装置、表面波
プラズマ装置、ＮＬＤ放電プラズマ装置、高周波を使用
した容量結合型平行平板装置、ＥＣＲプラズマ装置等の
ように高励起が可能なプラズマ装置を使用する場合、実
際に使用する投入パワー（エネルギー）により、使用ガ
スを選ぶことができる。
は、基本的にプラズマの励起方法又は励起装置に応じて
最適なものを選べばよい。また、高励起のプラズマ装置
ほど高分子のガスを使用することができ、その選択範囲
は広がる。すなわち、誘導結合型プラズマ装置、表面波
プラズマ装置、ＮＬＤ放電プラズマ装置、高周波を使用
した容量結合型平行平板装置、ＥＣＲプラズマ装置等の
ように高励起が可能なプラズマ装置を使用する場合、実
際に使用する投入パワー（エネルギー）により、使用ガ
スを選ぶことができる。
【００９７】また、第１の実施形態においては、エッチ
ングガスをＮＬＤ放電プラズマ装置に適用して得られた
結果を用いてその効果を説明してきたが、第１の実施形
態に係る有機膜のエッチング方法は、平行平板反応性イ
オンエッチング装置、狭ギャップ方式若しくは２周印可
方式の平行平板型反応性イオンエッチング装置、マグネ
トロン・エンハンスト・反応性イオンエッチング装置、
誘導結合型プラズマ装置、アンテナ結合型プラズマ装
置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ装置、表面波プラ
ズマ装置等のいかなるプラズマ装置を用いる場合にも適
用可能である。
ングガスをＮＬＤ放電プラズマ装置に適用して得られた
結果を用いてその効果を説明してきたが、第１の実施形
態に係る有機膜のエッチング方法は、平行平板反応性イ
オンエッチング装置、狭ギャップ方式若しくは２周印可
方式の平行平板型反応性イオンエッチング装置、マグネ
トロン・エンハンスト・反応性イオンエッチング装置、
誘導結合型プラズマ装置、アンテナ結合型プラズマ装
置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ装置、表面波プラ
ズマ装置等のいかなるプラズマ装置を用いる場合にも適
用可能である。
【００９８】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係る半導体装置の製造方法（シングルダマシ
ン法）について、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜
（ｄ）を参照しながら説明する。
実施形態に係る半導体装置の製造方法（シングルダマシ
ン法）について、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜
（ｄ）を参照しながら説明する。
【００９９】まず、図３（ａ）に示すように、半導体基
板１１の上に、第１のバリアメタル層１２、金属膜１３
及び第２のバリアメタル層１４の積層膜からなる金属配
線を形成した後、金属配線の上に有機膜１５を形成し、
その後、図３（ｂ）に示すように、有機膜１５の上にシ
リコン酸化膜１６を形成する。
板１１の上に、第１のバリアメタル層１２、金属膜１３
及び第２のバリアメタル層１４の積層膜からなる金属配
線を形成した後、金属配線の上に有機膜１５を形成し、
その後、図３（ｂ）に示すように、有機膜１５の上にシ
リコン酸化膜１６を形成する。
【０１００】次に、周知のリソグラフィ技術を用いて、
図３（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜１６上にレジ
ストパターン１７を形成した後、シリコン酸化膜１６に
対してレジストパターン１７をマスクとしてプラズマエ
ッチング（ドライエッチング）を行なって、図３（ｄ）
に示すように、シリコン酸化膜１６からなるマスクパタ
ーン１６Ａを形成する。プラズマエッチングに用いるエ
ッチングガスの種類は特に限られないが、例えば、フル
オロカーボン系のガスを用いることができる。
図３（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜１６上にレジ
ストパターン１７を形成した後、シリコン酸化膜１６に
対してレジストパターン１７をマスクとしてプラズマエ
ッチング（ドライエッチング）を行なって、図３（ｄ）
に示すように、シリコン酸化膜１６からなるマスクパタ
ーン１６Ａを形成する。プラズマエッチングに用いるエ
ッチングガスの種類は特に限られないが、例えば、フル
オロカーボン系のガスを用いることができる。
【０１０１】次に、第１の実施形態と同様、炭素、水素
及び窒素を含む化合物からなるガスを主成分とするエッ
チングガスから生成されたプラズマを用いて、有機膜１
５に対して、レジストパターン１７及びマスクパターン
１６Ａをマスクとしてプラズマエッチングを行なって、
図４（ａ）に示すように、有機膜１５に、垂直形状又は
順テーパ形状の断面を有し接続孔又は配線溝となる凹部
１８を形成する。このエッチングの条件は第１の実施形
態に係るエッチング方法と同様である。尚、レジストパ
ターン１７は有機化合物からなるので、有機膜１５に対
するエッチング工程において除去される。
及び窒素を含む化合物からなるガスを主成分とするエッ
チングガスから生成されたプラズマを用いて、有機膜１
５に対して、レジストパターン１７及びマスクパターン
１６Ａをマスクとしてプラズマエッチングを行なって、
図４（ａ）に示すように、有機膜１５に、垂直形状又は
順テーパ形状の断面を有し接続孔又は配線溝となる凹部
１８を形成する。このエッチングの条件は第１の実施形
態に係るエッチング方法と同様である。尚、レジストパ
ターン１７は有機化合物からなるので、有機膜１５に対
するエッチング工程において除去される。
【０１０２】次に、凹部１８の内部及びマスクパターン
１６Ａの上面を洗浄した後、図４（ｂ）に示すように、
スパッタ法により、凹部１８の壁面にＴｉＮ又はＴａＮ
等からなる第３のバリアメタル層１９を薄く形成する。
この場合、第１の実施形態に係るエッチングを行なって
凹部１８を形成したため、凹部１８の断面は垂直形状又
は順テーパ形状になっているので、第３のバリアメタル
層１９における、マスクパターン１６Ａと有機膜１５と
の境界近傍部（マスクパターン１６Ａの直下の部分）２
０及び凹部１８の底部２１には分離部（断線部）ができ
ず一様に連続している。
１６Ａの上面を洗浄した後、図４（ｂ）に示すように、
スパッタ法により、凹部１８の壁面にＴｉＮ又はＴａＮ
等からなる第３のバリアメタル層１９を薄く形成する。
この場合、第１の実施形態に係るエッチングを行なって
凹部１８を形成したため、凹部１８の断面は垂直形状又
は順テーパ形状になっているので、第３のバリアメタル
層１９における、マスクパターン１６Ａと有機膜１５と
の境界近傍部（マスクパターン１６Ａの直下の部分）２
０及び凹部１８の底部２１には分離部（断線部）ができ
ず一様に連続している。
【０１０３】次に、化学蒸着法又はメッキ法を用いて、
図４（ｃ）に示すように、凹部１１８の内部に導電性膜
２２を埋め込んだ後、化学機械研磨法により、導電性膜
２２における凹部１８の外側に露出している部分を除去
すると、図４（ｄ）に示すように、接続プラグ又は金属
配線２３が得られる。その後、第２の実施形態を繰り返
し行なって、接続プラグ又は金属配線を交互に形成する
と、多層配線構造を得ることができる。
図４（ｃ）に示すように、凹部１１８の内部に導電性膜
２２を埋め込んだ後、化学機械研磨法により、導電性膜
２２における凹部１８の外側に露出している部分を除去
すると、図４（ｄ）に示すように、接続プラグ又は金属
配線２３が得られる。その後、第２の実施形態を繰り返
し行なって、接続プラグ又は金属配線を交互に形成する
と、多層配線構造を得ることができる。
【０１０４】第２の実施形態によると、凹部１８の断面
が垂直形状又は順テーパ形状になるため、第３のバリア
メタル層１９が一様に連続しているので、導電性膜２２
が均一に埋め込まれる。このため、電気特性が劣化しな
いので、半導体装置の信頼性が向上する。
が垂直形状又は順テーパ形状になるため、第３のバリア
メタル層１９が一様に連続しているので、導電性膜２２
が均一に埋め込まれる。このため、電気特性が劣化しな
いので、半導体装置の信頼性が向上する。
【０１０５】尚、第２の実施形態においては、導電性膜
２２としては、例えば、ｐｏｌｙＳｉ膜、Ｗ膜、ＡｌＣ
ｕ膜、Ｃｕ膜、Ａｇ膜、Ａｕ膜又はＰｔ膜等を用いるこ
とができる。
２２としては、例えば、ｐｏｌｙＳｉ膜、Ｗ膜、ＡｌＣ
ｕ膜、Ｃｕ膜、Ａｇ膜、Ａｕ膜又はＰｔ膜等を用いるこ
とができる。
【０１０６】また、第１のバリアメタル層１２及び第２
のバリアメタル層１４としては、金属膜１３に適合する
材料を選択すればよく、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜との積
層体又はＴａ膜とＴａＮ膜との積層体等を用いることが
できる。
のバリアメタル層１４としては、金属膜１３に適合する
材料を選択すればよく、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜との積
層体又はＴａ膜とＴａＮ膜との積層体等を用いることが
できる。
【０１０７】また、第２のバリアメタル層１４に代え
て、Ｓｉ3Ｎ4膜等の絶縁膜をバリア層として用いてもよ
い。この場合には、凹部１８を形成するための有機膜エ
ッチングの後に、Ｓｉ3Ｎ4膜に対するエッチング工程を
加えればよい。
て、Ｓｉ3Ｎ4膜等の絶縁膜をバリア層として用いてもよ
い。この場合には、凹部１８を形成するための有機膜エ
ッチングの後に、Ｓｉ3Ｎ4膜に対するエッチング工程を
加えればよい。
【０１０８】また、第２の実施形態においては、マスク
パターン１６Ａをシリコン酸化膜により形成したが、こ
れに代えて、シリコン窒化膜により形成してもよいが、
シリコン酸化膜よりも比誘電率が小さい材料を用いるこ
とが好ましい。このような観点からは、低誘電率材料で
あるａ−ＳｉＣ：Ｈ等を用いることが好ましい。
パターン１６Ａをシリコン酸化膜により形成したが、こ
れに代えて、シリコン窒化膜により形成してもよいが、
シリコン酸化膜よりも比誘電率が小さい材料を用いるこ
とが好ましい。このような観点からは、低誘電率材料で
あるａ−ＳｉＣ：Ｈ等を用いることが好ましい。
【０１０９】また、化学機械研磨法により導電性膜２２
を除去する際にマスクパターン１６Ａも除去する場合に
は、マスクパターン１６Ａを、比誘電率が大きい材料、
例えばチタン等からなる金属膜又はシリコン窒化膜若し
くは窒化チタン膜等の金属窒化膜等から形成してもよ
い。
を除去する際にマスクパターン１６Ａも除去する場合に
は、マスクパターン１６Ａを、比誘電率が大きい材料、
例えばチタン等からなる金属膜又はシリコン窒化膜若し
くは窒化チタン膜等の金属窒化膜等から形成してもよ
い。
【０１１０】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係る半導体装置の製造方法（デュアルダマシ
ン法）について、図５（ａ）〜（ｄ）及び図６（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
実施形態に係る半導体装置の製造方法（デュアルダマシ
ン法）について、図５（ａ）〜（ｄ）及び図６（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１１１】まず、図５（ａ）に示すように、第３の従
来例と同様にして、半導体基板３１の上に、第１のバリ
アメタル層３２、導電性膜３３及び第２のバリアメタル
層３４の積層膜からなる下層配線を形成した後、該下層
配線の上に、第１の有機膜３５、第１のシリコン酸化膜
からなり接続孔形成用開口部を有する第１のマスクパタ
ーン３６Ａ、第２の有機膜３８及び第２のシリコン酸化
膜３９を順次形成する。
来例と同様にして、半導体基板３１の上に、第１のバリ
アメタル層３２、導電性膜３３及び第２のバリアメタル
層３４の積層膜からなる下層配線を形成した後、該下層
配線の上に、第１の有機膜３５、第１のシリコン酸化膜
からなり接続孔形成用開口部を有する第１のマスクパタ
ーン３６Ａ、第２の有機膜３８及び第２のシリコン酸化
膜３９を順次形成する。
【０１１２】次に、図５（ｂ）に示すように、第２のシ
リコン酸化膜３９の上に、配線溝形成用開口部を有する
レジストパターン４０を形成した後、第２のシリコン酸
化膜３９に対してレジストパターン４０をマスクとして
エッチングを行なって、図５（ｃ）に示すように、第２
のシリコン酸化膜３９からなる第２のマスクパターン３
９Ａを形成する。
リコン酸化膜３９の上に、配線溝形成用開口部を有する
レジストパターン４０を形成した後、第２のシリコン酸
化膜３９に対してレジストパターン４０をマスクとして
エッチングを行なって、図５（ｃ）に示すように、第２
のシリコン酸化膜３９からなる第２のマスクパターン３
９Ａを形成する。
【０１１３】次に、第２の有機膜３８及び第１の有機膜
３５に対して、第１の実施形態と同様、炭素、水素及び
窒素を含む化合物からなるガスを主成分とするエッチン
グガスから生成されたプラズマを用いてエッチングを行
なって、図５（ｄ）に示すように、第２の有機膜３８に
第２のマスクパターン３９Ａを転写することにより配線
溝４１を形成すると共に、第１の有機膜３５に第１のマ
スクパターン３６Ａを転写することにより接続孔４２を
形成する。このエッチングの条件は第１の実施形態に係
るエッチング方法と同様である。
３５に対して、第１の実施形態と同様、炭素、水素及び
窒素を含む化合物からなるガスを主成分とするエッチン
グガスから生成されたプラズマを用いてエッチングを行
なって、図５（ｄ）に示すように、第２の有機膜３８に
第２のマスクパターン３９Ａを転写することにより配線
溝４１を形成すると共に、第１の有機膜３５に第１のマ
スクパターン３６Ａを転写することにより接続孔４２を
形成する。このエッチングの条件は第１の実施形態に係
るエッチング方法と同様である。
【０１１４】第１の実施形態と同様のエッチングを行な
って接続孔４２及び配線溝４１を形成するため、接続孔
４２及び配線溝４１の断面は垂直形状又は順テーパ形状
になっている。
って接続孔４２及び配線溝４１を形成するため、接続孔
４２及び配線溝４１の断面は垂直形状又は順テーパ形状
になっている。
【０１１５】ところで、第１の有機膜３５に対してエッ
チングが行なわれている際に、実質的なマスクとなって
いる第１のマスクパターン３６Ａの上面及び開口部の壁
面に堆積膜が形成されると共に、接続孔４２が形成され
てから第１の有機膜３５に対してオーバーエッチングが
行なわれている際に、接続孔４２の壁面及び底面にも堆
積膜が形成されるため、イオンスパッタリングにより第
１のマスクパターン３６Ａの開口部が拡大される事態は
防止される。
チングが行なわれている際に、実質的なマスクとなって
いる第１のマスクパターン３６Ａの上面及び開口部の壁
面に堆積膜が形成されると共に、接続孔４２が形成され
てから第１の有機膜３５に対してオーバーエッチングが
行なわれている際に、接続孔４２の壁面及び底面にも堆
積膜が形成されるため、イオンスパッタリングにより第
１のマスクパターン３６Ａの開口部が拡大される事態は
防止される。
【０１１６】また、接続孔４２の底面に露出している第
２のバリアメタル層３４の上に堆積されている薄い堆積
膜は、第２のバリアメタル層３４がイオンスパッタリン
グされる事態を防止又は抑制する。
２のバリアメタル層３４の上に堆積されている薄い堆積
膜は、第２のバリアメタル層３４がイオンスパッタリン
グされる事態を防止又は抑制する。
【０１１７】これら２つの現象によって、第３の従来例
において問題となったクラウン状の障壁１４３（図１３
（ｃ）を参照）は形成されない。
において問題となったクラウン状の障壁１４３（図１３
（ｃ）を参照）は形成されない。
【０１１８】次に、接続孔４２及び配線溝４１の内部及
び第２のマスクパターン３９Ａの上面を洗浄した後、図
６（ａ）に示すように、スパッタ法又はＣＶＤ法によ
り、接続孔４２及び配線溝４１の壁面にＴｉＮ又はＴａ
Ｎ等からなる第３のバリアメタル層４３を薄く形成す
る。この場合、接続孔４２及び配線溝４１の断面が順テ
ーパ形状であるため、第３のバリアメタル層４３には分
離部（断線部）ができず一様に連続している。
び第２のマスクパターン３９Ａの上面を洗浄した後、図
６（ａ）に示すように、スパッタ法又はＣＶＤ法によ
り、接続孔４２及び配線溝４１の壁面にＴｉＮ又はＴａ
Ｎ等からなる第３のバリアメタル層４３を薄く形成す
る。この場合、接続孔４２及び配線溝４１の断面が順テ
ーパ形状であるため、第３のバリアメタル層４３には分
離部（断線部）ができず一様に連続している。
【０１１９】次に、図６（ｂ）に示すように、化学蒸着
法又はメッキ法を用いて、接続孔４２及び配線溝４１の
内部に導電性膜４４を埋め込んだ後、化学機械研磨法に
より、導電性膜４４における配線溝４１の外側に露出し
ている部分を除去すると、導電性膜４４からなる接続プ
ラグ４４Ａ及び上層配線４４Ｂが得られる。
法又はメッキ法を用いて、接続孔４２及び配線溝４１の
内部に導電性膜４４を埋め込んだ後、化学機械研磨法に
より、導電性膜４４における配線溝４１の外側に露出し
ている部分を除去すると、導電性膜４４からなる接続プ
ラグ４４Ａ及び上層配線４４Ｂが得られる。
【０１２０】第３の実施形態によると、接続孔４２及び
配線溝４１の断面が垂直形状又は順テーパ形状であるた
め、第３のバリアメタル層４３が一様に連続するので、
導電性膜４４が均一に埋め込まれ、良好な接続プラグ４
４Ａ及び上層配線４４Ｂを形成することができる。ま
た、接続孔４２の底面にクラウン状の障壁が形成されな
いため、接続プラグ４４Ａと下層配線との接続も良好に
なる。
配線溝４１の断面が垂直形状又は順テーパ形状であるた
め、第３のバリアメタル層４３が一様に連続するので、
導電性膜４４が均一に埋め込まれ、良好な接続プラグ４
４Ａ及び上層配線４４Ｂを形成することができる。ま
た、接続孔４２の底面にクラウン状の障壁が形成されな
いため、接続プラグ４４Ａと下層配線との接続も良好に
なる。
【０１２１】従って、第３の実施形態によると、信頼性
の高い多層配線構造をデュアルダマシン法により形成す
ることができる。
の高い多層配線構造をデュアルダマシン法により形成す
ることができる。
【０１２２】尚、第３の実施形態においては、下層配線
を構成する導電性膜３３及び上層配線を構成する導電性
膜４４としては、例えば、ｐｏｌｙＳｉ膜、Ｗ膜、Ａｌ
Ｃｕ膜、Ｃｕ膜、Ａｇ膜、Ａｕ膜又はＰｔ膜等を用いる
ことができる。
を構成する導電性膜３３及び上層配線を構成する導電性
膜４４としては、例えば、ｐｏｌｙＳｉ膜、Ｗ膜、Ａｌ
Ｃｕ膜、Ｃｕ膜、Ａｇ膜、Ａｕ膜又はＰｔ膜等を用いる
ことができる。
【０１２３】また、第１のバリアメタル層３２、第２の
バリアメタル層３４及び第３のバリアメタル層４３とし
ては、導電性膜３３及び導電性膜４４と適合する材料を
選択すればよく、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜との積層体又
はＴａ膜とＴａＮ膜との積層体等を用いることができ
る。
バリアメタル層３４及び第３のバリアメタル層４３とし
ては、導電性膜３３及び導電性膜４４と適合する材料を
選択すればよく、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜との積層体又
はＴａ膜とＴａＮ膜との積層体等を用いることができ
る。
【０１２４】また、第２のバリアメタル層３４に代え
て、Ｓｉ3Ｎ4膜等の絶縁膜をバリア層として用いてもよ
い。この場合には、接続孔４２を形成するための有機膜
エッチングの後に、Ｓｉ3Ｎ4膜に対するエッチング工程
を加えればよい。
て、Ｓｉ3Ｎ4膜等の絶縁膜をバリア層として用いてもよ
い。この場合には、接続孔４２を形成するための有機膜
エッチングの後に、Ｓｉ3Ｎ4膜に対するエッチング工程
を加えればよい。
【０１２５】また、第３の実施形態においては、第１の
マスクパターン３６Ａ及び第２のマスクパターン３９Ａ
をシリコン酸化膜により形成したが、これに代えて、シ
リコン窒化膜により形成してもよいが、シリコン酸化膜
よりも比誘電率が小さい材料を用いることが好ましい。
このような観点からは、低誘電率材料であるａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ等を用いることが好ましい。
マスクパターン３６Ａ及び第２のマスクパターン３９Ａ
をシリコン酸化膜により形成したが、これに代えて、シ
リコン窒化膜により形成してもよいが、シリコン酸化膜
よりも比誘電率が小さい材料を用いることが好ましい。
このような観点からは、低誘電率材料であるａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ等を用いることが好ましい。
【０１２６】また、化学機械研磨法により導電性膜４４
を除去する際に第２のマスクパターン３９Ａも除去する
場合には、第２のマスクパターン３９Ａを、比誘電率が
大きい材料、例えばチタン等からなる金属膜又はシリコ
ン窒化膜若しくは窒化チタン膜等の金属窒化膜等から形
成してもよい。
を除去する際に第２のマスクパターン３９Ａも除去する
場合には、第２のマスクパターン３９Ａを、比誘電率が
大きい材料、例えばチタン等からなる金属膜又はシリコ
ン窒化膜若しくは窒化チタン膜等の金属窒化膜等から形
成してもよい。
【０１２７】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態に係るマスクパターンの形成方法（表面イメー
ジングプロセス）について、図７（ａ）〜（ｄ）を参照
しながら説明する。
実施形態に係るマスクパターンの形成方法（表面イメー
ジングプロセス）について、図７（ａ）〜（ｄ）を参照
しながら説明する。
【０１２８】まず、図７（ａ）に示すように、半導体基
板５１上に有機膜５２を形成した後、該有機膜５２上に
被シリル化層５３を形成する。
板５１上に有機膜５２を形成した後、該有機膜５２上に
被シリル化層５３を形成する。
【０１２９】次に、図７（ｂ）に示すように、被シリル
化層５３に対して、光を選択的に通過させるフォトマス
ク５４を介して露光光５５を照射することにより、被シ
リル化層５３に選択的に変質層５６を形成する。
化層５３に対して、光を選択的に通過させるフォトマス
ク５４を介して露光光５５を照射することにより、被シ
リル化層５３に選択的に変質層５６を形成する。
【０１３０】次に、図７（ｃ）に示すように、基板温度
を上昇させた状態で、被シリル化層５３の表面に気体状
のシリル化剤５７を供給して、被シリル化層５３の非変
質層（変質層５６以外の部分）を選択的にシリル化する
ことにより、シリル化層５８を形成する。
を上昇させた状態で、被シリル化層５３の表面に気体状
のシリル化剤５７を供給して、被シリル化層５３の非変
質層（変質層５６以外の部分）を選択的にシリル化する
ことにより、シリル化層５８を形成する。
【０１３１】尚、非変質層をシリル化する代わりに、変
質層５６をシリル化してシリル化層５８を形成してもよ
いし、また、被シリル化層５３を形成することなく、有
機膜５２の表面に直接にシリル化層５８を形成してもよ
い。
質層５６をシリル化してシリル化層５８を形成してもよ
いし、また、被シリル化層５３を形成することなく、有
機膜５２の表面に直接にシリル化層５８を形成してもよ
い。
【０１３２】次に、有機膜５２に対して、シリル化層５
８をマスクとして、第１の実施形態と同様、炭素、水素
及び窒素を含む化合物からなるガスを主成分とするエッ
チングガスから生成されたプラズマを用いてエッチング
を行なって、図７（ｄ）に示すように、有機膜５２から
なる有機膜パターン５２Ａを形成する。
８をマスクとして、第１の実施形態と同様、炭素、水素
及び窒素を含む化合物からなるガスを主成分とするエッ
チングガスから生成されたプラズマを用いてエッチング
を行なって、図７（ｄ）に示すように、有機膜５２から
なる有機膜パターン５２Ａを形成する。
【０１３３】第４の実施形態によると、有機膜５２に対
して、炭素、水素及び窒素を含む化合物からなるガスを
主成分とするエッチングガスを用いてプラズマエッチン
グを行なうため、有機膜パターン５２Ａに形成される凹
部５９の断面は、垂直な形状又は順テーパ形状になる。
すなわち、凹部５９の断面が第４の従来例のようにボウ
イング形状にならず、良好な断面形状を持つ有機膜パタ
ーン５２Ａが得られるので、半導体基板５１の上に形成
されている被エッチング膜に対して高精度なエッチング
加工を行なうことができる。
して、炭素、水素及び窒素を含む化合物からなるガスを
主成分とするエッチングガスを用いてプラズマエッチン
グを行なうため、有機膜パターン５２Ａに形成される凹
部５９の断面は、垂直な形状又は順テーパ形状になる。
すなわち、凹部５９の断面が第４の従来例のようにボウ
イング形状にならず、良好な断面形状を持つ有機膜パタ
ーン５２Ａが得られるので、半導体基板５１の上に形成
されている被エッチング膜に対して高精度なエッチング
加工を行なうことができる。
【０１３４】また、第４の実施形態によると、エッチン
グガスにデポジションガスを添加する必要がないため、
ＲＩＥ Ｌａｇを小さくすることができる。このため、
微細なパターンを形成する場合でもエッチング量の許容
範囲等のプロセスマージンを確保できると共に、オーバ
ーエッチングの時間を短縮してパターン転写時の寸法変
換差を低減できるので、微細なパターンを高精度に加工
することが可能になる。
グガスにデポジションガスを添加する必要がないため、
ＲＩＥ Ｌａｇを小さくすることができる。このため、
微細なパターンを形成する場合でもエッチング量の許容
範囲等のプロセスマージンを確保できると共に、オーバ
ーエッチングの時間を短縮してパターン転写時の寸法変
換差を低減できるので、微細なパターンを高精度に加工
することが可能になる。
【０１３５】尚、第４の実施形態においては、半導体基
板５１として、シリコン基板を用いたが、これに代え
て、液晶表示板等に使用するガラス基板又は化合物半導
体からなる基板等を用いることができる。
板５１として、シリコン基板を用いたが、これに代え
て、液晶表示板等に使用するガラス基板又は化合物半導
体からなる基板等を用いることができる。
【０１３６】
【発明の効果】本発明に係る有機膜のエッチング方法に
よると、有機膜に形成される凹部の断面を垂直形状又は
順テーパ形状にすることができる。
よると、有機膜に形成される凹部の断面を垂直形状又は
順テーパ形状にすることができる。
【０１３７】本発明に係る半導体装置の製造方法による
と、有機膜に形成される凹部の壁面にバリア層を分離部
が形成されることなく均一に形成できるため、凹部に導
電性膜を確実に埋め込むことができるので、電気的特性
に優れた接続プラグ又は埋め込み配線を形成することが
できる。
と、有機膜に形成される凹部の壁面にバリア層を分離部
が形成されることなく均一に形成できるため、凹部に導
電性膜を確実に埋め込むことができるので、電気的特性
に優れた接続プラグ又は埋め込み配線を形成することが
できる。
【０１３８】本発明に係るマスクパターンの形成方法に
よると、有機膜パターンの開口部の断面がボウイング形
状にならないため、高精度で且つプロセスマージンが大
きいエッチングを行なうことができる。
よると、有機膜パターンの開口部の断面がボウイング形
状にならないため、高精度で且つプロセスマージンが大
きいエッチングを行なうことができる。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に
係る有機膜のエッチング方法により得られるホールの断
面ＳＥＭ写真である。
係る有機膜のエッチング方法により得られるホールの断
面ＳＥＭ写真である。
【図２】（ａ）は、従来の有機膜のエッチング方法のメ
カニズムを説明する図であり、（ｂ）は本発明の第１の
実施形態に係る有機膜のエッチング方法のメカニズムを
説明する図である。
カニズムを説明する図であり、（ｂ）は本発明の第１の
実施形態に係る有機膜のエッチング方法のメカニズムを
説明する図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第４の実施形態に
係るマスクパターンの形成方法の各工程を示す断面図で
ある。
係るマスクパターンの形成方法の各工程を示す断面図で
ある。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、従来の有機膜のエッチング
方法により得られるホールの断面ＳＥＭ写真である。
方法により得られるホールの断面ＳＥＭ写真である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、従来の半導体装置の製造方
法（シングルダマシンプロセス）の各工程を示す断面図
である。
法（シングルダマシンプロセス）の各工程を示す断面図
である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、従来の半導体装置の製造
方法（シングルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
方法（シングルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、従来の半導体装置の製造
方法（デュアルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
方法（デュアルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置の製造
方法（デュアルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
方法（デュアルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置の製造
方法（デュアルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
方法（デュアルダマシンプロセス）の各工程を示す断面
図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、従来のマスクパターンの
形成方法（表層イメージングプロセス）の各工程を示す
断面図である。
形成方法（表層イメージングプロセス）の各工程を示す
断面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、従来のマスクパターンの
形成方法（３層レジストプロセス）により得られるホー
ルの断面ＳＥＭ写真である。
形成方法（３層レジストプロセス）により得られるホー
ルの断面ＳＥＭ写真である。
１ シリコン基板
２ 有機膜
３ マスクパターン
４ ラジカル
５ 堆積膜
１１ 半導体基板
１２ 第１のバリアメタル層
１３ 金属膜
１４ 第２のバリアメタル層
１５ 有機膜
１６ シリコン酸化膜
１６Ａ マスクパターン
１７ レジストパターン
１８ 凹部
１９ 第３のバリアメタル層
２０ マスクパターンと有機膜との境界近傍部
２１ 凹部の底部
２２ 導電性膜
３１ 半導体基板
３２ 第１のバリアメタル層
３３ 導電性膜
３４ 第２のバリアメタル層
３５ 第１の有機膜
３６Ａ 第１のマスクパターン
３８ 第２の有機膜
３９ 第２のシリコン酸化膜
３９Ａ 第２のマスクパターン
４０ レジストパターン
４１ 配線溝
４２ 接続孔
４３ 第３のバリアメタル層
４４ 導電性膜
４４Ａ 接続プラグ
４４Ｂ 上層配線
５１ 半導体基板
５２ 有機膜
５２Ａ 有機膜パターン
５３ 被シリル化層
５４ フォトマスク
５５ 露光光
５６ 変質層
５７ シリル化剤
５８ シリル化層
５９ 凹部
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
H01L 21/027
H01L 21/768
G03F 7/40 521
Claims (14)
- 【請求項１】 層間絶縁膜として用いられる有機膜に対
して、ジメチルアミン又はトリメチルアミンから選択さ
れる化合物を主成分とするエッチングガスから生成され
たプラズマを用いてエッチングを行なうことを特徴とす
る有機膜のエッチング方法。 - 【請求項２】 層間絶縁膜として用いられる有機膜に対
して、エチルアミン又はプロピルアミンから選択される
化合物を主成分とするエッチングガスから生成されたプ
ラズマを用いてエッチングを行なうことを特徴とする有
機膜のエッチング方法。 - 【請求項３】 層間絶縁膜として用いられる有機膜に対
して、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン及びプロピルアミンからなる群から選
択される少なくとも２種類のエッチングガスから生成さ
れたプラズマを用いてエッチングを行なうことを特徴と
する有機膜のエッチング方法。 - 【請求項４】 層間絶縁膜として用いられる有機膜に対
して、ニトリル系のガス、又はジアミン系のガス、又は
ＨＣＮガスから選択される化合物を主成分とするエッチ
ングガスから生成されたプラズマを用いてエッチングを
行なうことを特徴とする有機膜のエッチング方法。 - 【請求項５】 半導体基板上に有機膜を形成する工程
と、 前記有機膜の上に、無機化合物を主成分とするマスクパ
ターンを形成する工程と、 前記有機膜に対して、前記マスクパターンを用いて、ジ
メチルアミン又はトリメチルアミンを主成分とするエッ
チングガスから生成されたプラズマにより選択的エッチ
ングを行なって、前記有機膜に凹部を形成する工程とを
備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 半導体基板上に有機膜を形成する工程
と、 前記有機膜の上に、無機化合物を主成分とするマスクパ
ターンを形成する工程と、 前記有機膜に対して、前記マスクパターンを用いて、エ
チルアミン又はプロピルアミンを主成分とするエッチン
グガスから生成されたプラズマにより選択的エッチング
を行なって、前記有機膜に凹部を形成する工程とを備え
ていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 半導体基板上に有機膜を形成する工程
と、 前記有機膜の上に、無機化合物を主成分とするマスクパ
ターンを形成する工程と、 前記有機膜に対して、前記マスクパターンを用いて、メ
チルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチ
ルアミン及びプロピルアミンからなる群から選択される
少なくとも２種類のエッチングガスから生成されたプラ
ズマにより選択的エッチングを行なって、前記有機膜に
凹部を形成する工程とを備えていることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 半導体基板上に有機膜を形成する工程
と、 前記有機膜の上に、無機化合物を主成分とするマスクパ
ターンを形成する工程と、 前記有機膜に対して、前記マスクパターンを用いて、ニ
トリル系のガス、又はジアミン系のガス、又はＨＣＮガ
スから選択される化合物を主成分とするエッチングガス
から生成されたプラズマにより選択的エッチングを行な
って、前記有機膜に凹部を形成する工程とを備えている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記凹部は、接続孔と該接続孔の上に形
成された配線溝とからなり、デュアルダマシン法により
金属材料膜が埋め込まれることを特徴とする請求項５な
いし請求項８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項１０】 基板上に有機膜を形成する工程と、 前記有機膜の表面に無機成分を含むマスク層を形成する
工程と、 前記有機膜に対して、前記マスク層を用いて、ジメチル
アミン又はトリメチルアミンを主成分とするエッチング
ガスから生成されたプラズマにより選択的エッチングを
行なって、前記有機膜からなる有機膜パターンを形成す
る工程とを備えていることを特徴とするパターンの形成
方法。 - 【請求項１１】 基板上に有機膜を形成する工程と、 前記有機膜表面に無機成分を含むマスク層を形成する工
程と、 前記有機膜に対して、前記マスク層を用いて、エチルア
ミン又はプロピルアミンを主成分とするエッチングガス
から生成されたプラズマにより選択的エッチングを行な
って、前記有機膜からなる有機膜パターンを形成する工
程とを備えていることを特徴とするパターンの形成方
法。 - 【請求項１２】 基板上に有機膜を形成する工程と、 前記有機膜の表面に無機成分を含むマスク層を形成する
工程と、 前記有機膜に対して、前記マスク層を用いて、メチルア
ミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミ
ン及びプロピルアミンからなる群から選択される少なく
とも２種類のエッチングガスから生成されたプラズマに
より選択的エッチングを行なって、前記有機膜からなる
有機膜パターンを形成する工程とを備えていることを特
徴とするパターンの形成方法。 - 【請求項１３】 基板上に有機膜を形成する工程と、 前記有機膜表面に無機成分を含むマスク層を形成する工
程と、 前記有機膜に対して、前記マスク層を用いて、ニトリル
系のガス、又はジアミン系のガス、又はＨＣＮガスから
選択される化合物を主成分とするエッチングガスから生
成されたプラズマにより選択的エッチングを行なって、
前記有機膜からなる有機膜パターンを形成する工程とを
備えていることを特徴とするパターンの形成方法。 - 【請求項１４】 前記マスク層はシリル化層であること
を特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１
項に記載のパターンの形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000155828A JP3403373B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 有機膜のエッチング方法、半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法 |
| CNB011043482A CN1203533C (zh) | 2000-05-26 | 2001-02-28 | 有机膜的腐蚀方法、半导体器件制造方法及图形形成方法 |
| US09/798,913 US6518191B2 (en) | 2000-05-26 | 2001-03-06 | Method for etching organic film, method for fabricating semiconductor device and pattern formation method |
| EP01112607A EP1158575A3 (en) | 2000-05-26 | 2001-05-23 | Method for fabricating a semiconductor device including a step of etching an organic film to form a pattern |
| KR1020010029226A KR100708035B1 (ko) | 2000-05-26 | 2001-05-26 | 유기막의 에칭방법, 반도체장치의 제조방법 및 패턴형성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000155828A JP3403373B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 有機膜のエッチング方法、半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| KR (1) | KR100708035B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6730610B1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-05-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Multiple thickness hard mask method for optimizing laterally adjacent patterned layer linewidths |
| JP2006517342A (ja) * | 2003-02-03 | 2006-07-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 半導体装置の製造方法とそのような方法により得られる半導体装置 |
| JP2005159293A (ja) | 2003-09-18 | 2005-06-16 | Nec Kagoshima Ltd | 基板処理装置及び処理方法 |
| US6931991B1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | System for and method of manufacturing gravure printing plates |
| US7122489B2 (en) * | 2004-05-12 | 2006-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of composite sheet material using ultrafast laser pulses |
| KR100552820B1 (ko) * | 2004-09-17 | 2006-02-21 | 동부아남반도체 주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| US7482281B2 (en) * | 2005-09-29 | 2009-01-27 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method |
| JP4749174B2 (ja) * | 2006-02-13 | 2011-08-17 | パナソニック株式会社 | ドライエッチング方法、微細構造形成方法、モールド及びその製造方法 |
| US9418886B1 (en) * | 2015-07-24 | 2016-08-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of forming conductive features |
| KR20200102620A (ko) * | 2019-02-21 | 2020-09-01 | 삼성디스플레이 주식회사 | 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5565365A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Pattern forming method |
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| JP2786198B2 (ja) | 1988-05-06 | 1998-08-13 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JPH07201820A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Fujitsu Ltd | 水銀カドミウムテルル基板のエッチング方法 |
| JP3259529B2 (ja) * | 1994-07-11 | 2002-02-25 | ソニー株式会社 | 選択エッチング方法 |
| US5814563A (en) * | 1996-04-29 | 1998-09-29 | Applied Materials, Inc. | Method for etching dielectric using fluorohydrocarbon gas, NH3 -generating gas, and carbon-oxygen gas |
| JP3997494B2 (ja) | 1996-09-17 | 2007-10-24 | ソニー株式会社 | 半導体装置 |
| JP3667893B2 (ja) * | 1996-09-24 | 2005-07-06 | 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH11121901A (ja) | 1997-08-11 | 1999-04-30 | Mitsui Chem Inc | 回路基板の製造方法 |
| US6143476A (en) * | 1997-12-12 | 2000-11-07 | Applied Materials Inc | Method for high temperature etching of patterned layers using an organic mask stack |
| US6696366B1 (en) | 1998-08-17 | 2004-02-24 | Lam Research Corporation | Technique for etching a low capacitance dielectric layer |
| US6194128B1 (en) * | 1998-09-17 | 2001-02-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of dual damascene etching |
| JP2001077085A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Hitachi Ltd | 試料の表面処理方法 |
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